CRISPR基因编辑后的寄生虫带来独特的新疫苗

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CRISPR基因编辑后的寄生虫带来独特的新疫苗

每年约有200万人患有一种称为利什曼病的皮肤病,这种病是由利什曼大寄生虫引起的。几个世纪以来,人类一直在与这种寄生虫作斗争,一些文化已经采用一种原始的接种方式来预防感染。这种古老的疗法被称为利什曼化,即故意用活的寄生虫感染一个人。这个过程会产生轻微的皮肤感染,而一个人的免疫系统有希望克服这种感染,使人对寄生虫有终生免疫力。

然而,这种传统的治疗方法今天很少使用,因为病人往往会遭受皮肤病变的折磨,可以持续数月。

在一个将古老的治疗方法与21世纪的尖端技术相融合的奇妙例子中,一个科学家团队对利什曼寄生虫进行了基因编辑,以限制其感染力。这使得寄生虫能够以疫苗的形式给患者注射,产生长期免疫力而不会导致疾病。

“这样的活疫苗是最好的疫苗,但有可能在一些人身上引起严重的疾病,”来自俄亥俄州立大学的新研究的联合首席研究员Abhay Satoskar解释说。”我们利用现代技术完善了这一概念,制造了一种不会引起临床疾病但可以诱导免疫力的寄生虫。”

研究人员利用CRISPR基因编辑技术,从寄生虫中删除了两个特定的基因,以阻止它产生一种名为centrin的蛋白质,这种蛋白质负责支持寄生虫的物理结构。当寄生虫缺乏centrin时,它仍然可以进入宿主细胞并进行复制,但速度明显减慢,这意味着感染不会导致疾病。

“所以我们基本上是在使用利什曼化这种概念,且CRISPR技术大大提升了允许我们这样做的可容忍度,”Satoskar说。”寄生虫无法增殖,所以它们会死亡。但它们在体内持续存在八到九个月,这足以产生获得性免疫力。”

在他们的研究中,研究人员记录了这种前瞻性新型疫苗的广泛开发和动物测试。该研究表明,CRISPR编辑的寄生虫在沙蝇的动物模型中不会引起疾病,沙蝇通过咬合传播寄生虫,而小鼠也不会。另外,在大多数动物试验中,包括在免疫系统受损的小鼠中,突变寄生虫有效地产生了完整的免疫力。

“多种动物测试也确保了基因组不会恢复正常,”Satoskar补充道。”而且我们发现,如果一只沙蝇在疫苗所在地叮咬,并将变异的寄生虫带入野外,寄生虫就无法生存。所以它对环境是安全的。”

研究人员现在希望在未来两年内开始第一阶段的人体试验。Satoskar还表示,这种疫苗的成本很可能低于5美元一剂,为最终在那些受灾最严重的热带国家廉价而方便地推广提供了希望。

这项研究发表在《自然通讯》杂志上。

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