快速突變被認為是病毒適應環(huán)境改變的關鍵，但北卡羅來納州大學和Vanderbilt大學的研究人員發(fā)現(xiàn),，加速突變反而影響了SARS病毒對動物的致病能力。該文章發(fā)表在十一月十一日的《自然—醫(yī)學》（Nature Medicine）雜志上，為科學家們制造更安全的活病毒疫苗開辟了新途徑,。
研究人員將SARS冠狀病毒進行了改造,，使其缺乏“校對”的能力，即不能校正復制中出現(xiàn)的錯誤,。這使病毒突變得更快,，并其導致病毒失去了讓小鼠致病的能力。研究顯示,，這樣的改造大大削弱了SARS病毒,。
2002年至2003年那場SARS爆發(fā)時，成年患者的死亡率高達50%,，所幸的是在有關部分的有效控制下,，這次疫情僅四個月就得以中止，患者共8422人,，其中916人死亡,。近來公眾的神經(jīng)又緊繃起來，中東出現(xiàn)了新的冠狀病毒,，這兩宗新型冠狀病毒感染個案的病征包括嚴重肺炎及腎衰竭,，該疾病導致其中一人死亡。而在這個關鍵時期,，這項研究顯得格外重要,。
在RNA病毒中，復制保真性是決定其毒力和逃避抗病毒攻擊的關鍵,。“我們本以為病毒會通過某種方式修復或更改人為突變,。然而這些改造過的病毒相當穩(wěn)定，能夠讓機體持續(xù)產(chǎn)生保護性的免疫應答,，就算在免疫力低下的動物體內(nèi)也可以作為完美疫苗,，”領導該研究的北卡羅來納州大學博士Rachel Graham說。
研究者們?yōu)榱烁玫牧私夤跔畈《驹谖锓N間的演化和傳播進行了十多年的努力,。他們使作為校正蛋白的核酸外切酶ExoN失活,，從而得到了SARS病毒的減毒毒株。這種病毒無法校正復制中的錯誤,，其突變增加到二十倍,，并且失去了致病能力。
冠狀病毒是一種RNA病毒,，擁有已知RNA病毒世界中最大的基因組,。ExoN校正蛋白使冠狀病毒龐大的基因組得以維持，它與其他蛋白一同幫助病毒生存和傳播,。而現(xiàn)在研究人員向人們展示,，失活ExoN是一個相當有潛力的疫苗研發(fā)途徑。
研究人員指出,，活疫苗一般能使機體產(chǎn)生更廣泛更長期的免疫,，但活疫苗的風險在于它們可能在人體內(nèi)重獲毒力,，例如免疫低下人體內(nèi)的脊髓灰質(zhì)炎疫苗。而他們目前的成果很令人振奮,，這種為效果更持久的減毒疫苗還更加安全,。研究人員相信，這一途徑也可以應用于其他的重要病毒,，以開發(fā)更安全的疫苗,。
為了測試這種減毒毒株重獲毒力的可能性，研究人員讓病毒在缺乏免疫力的宿主中生長,，包括幼年,、老年和免疫抑制的動物。研究顯示,，這種病毒不能殺死宿主而且免疫效力可以持續(xù)很久,。通過失活ExoN得到的減毒冠狀病毒是穩(wěn)定的，即使在體內(nèi)連續(xù)傳代（長期持續(xù)感染）也不會重獲毒力,。
研究人員指出,，病毒演化對其突變率有嚴密控制，突變率的改變會影響病毒生存,。這項研究的成果將在疫苗開發(fā)領域有廣泛的應用前景,。(生物谷Bioon.com)
doi:10.1038/nm.2972
PMC:
PMID:
A live, impaired-fidelity coronavirus vaccine protects in an aged, immunocompromised mouse model of lethal disease
Rachel L Graham, Michelle M Becker, Lance D Eckerle, Meagan Bolles, Mark R Denison &Ralph S Baric
Live, attenuated RNA virus vaccines are efficacious but subject to reversion to virulence. Among RNA viruses, replication fidelity is recognized as a key determinant of virulence and escape from antiviral therapy; increased fidelity is attenuating for some viruses. Coronavirus (CoV) replication fidelity is approximately 20-fold greater than that of other RNA viruses and is mediated by a 3′5′ exonuclease (ExoN) activity that probably functions in RNA proofreading. In this study we demonstrate that engineered inactivation of severe acute respiratory syndrome (SARS)-CoV ExoN activity results in a stable mutator phenotype with profoundly decreased fidelity in vivo and attenuation of pathogenesis in young, aged and immunocompromised mice. The ExoN inactivation genotype and mutator phenotype are stable and do not revert to virulence, even after serial passage or long-term persistent infection in vivo. ExoN inactivation has potential for broad applications in the stable attenuation of CoVs and, perhaps, other RNA viruses.
