科学蛋白组学：先进的基因筛查技术有助于疫苗研发

感染性疾病，从古至今，无论新旧，这个灾难性的伤亡一直在持续，每年全世界大约有1,300万人死于这类疾病。

疫苗仍然是对致命病原体的最好防御线。最近，来自亚利桑那州立大学(Arizona State University)生物设计研究所的研究人员Kathryn Sykes和Stephen Johnston，以及得克萨斯大学(University of Texas)西南医学中心的合作者Michael McGuire利用巧妙的功能筛选方法，试图更快地将更为安全有效的新疫苗投入生产应用。

最近一项发表于《蛋白质组学》杂志(Proteome Science)的研究中，研究小组采用高通量方法确定了一种免疫活性调节剂，这种调节剂天然存在于一种罕见的病原体，该病原体属于痘病毒家族。

副痘病毒属感染会引起感染部位的免疫细胞累积；直接筛查宿主体内生物活性细胞(免疫细胞)可以分离出这种带有B2标签的免疫调节剂。事实上，B2自身即可引起皮肤注射部位的免疫细胞累积。当加上传统的流感疫苗时，B2可以提高疫苗的保护能力。此外，这种免疫调节剂还表现出具有缩小癌性肿瘤大小的能力，甚至在缺乏任何伴随的特异性抗原的情况下也有此能力。

过去，疫苗的发现过程多是在发现对人有保护作用的天然减毒细菌和病毒株中随机选择而来的。这种方法的例子包括使用疫苗对抗天花(病毒减毒株)，以及采用减毒的牛分枝杆菌(BCG)来对抗结核病。

近年来，许多疫苗都是仅仅使用特定病原体的一部分来触发免疫而获得，这就是所谓的亚单位疫苗。与全病原体疫苗相比较，亚单位疫苗有数个方面的优势。遗传物质成分使得病原体避开一些可能被筛查出的免疫察觉，以及除此之外任何危险因素所导致的非必要疫苗副作用。

实际上，从病原体全基因组当中逐步缩小有前景的亚单位候选疫苗范围的过程一直都被看做是劳民伤财、消耗时间而又不解决问题的事情。在目前的研究当中，他们的早期研发战略，也即大家所熟知的表达文库免疫，是从感兴趣的能发挥任何生物学功能病原体基因组当中寻找蛋白质编码部分(即开放读码框(ORFs))方案的一种延伸设计。

这种简单而有效的技术采用宿主自身免疫系统迅速将任何病原体基因组(病毒、真菌、细菌或寄生虫)减少为少量可引发宿主免疫保护功能的抗原功能成分。

这种体内技术的先进性在与它提供了一种快速筛查全基因组的方法，而且研究结果显示具有提供目的致免疫特点。该方法所记录的疫苗设计方法也都严格模拟宿主细胞的自然感染过程，对于目前的减毒活疫苗来说，这的确是一个很大的提高。

这种颇具前景的方法曾被用来设计对抗肝炎的疫苗，并为研发预防和保护性用药来防御对传统疫苗无效病原体(包括HIV和埃博拉(ebola)病毒)开辟了一条康庄大道。

Sykes说：“我们已经找到了一种方法可以针对某种特定疾病来筛查出具有保护性的亚单位，然而众所周知的是，这种更安全的疫苗设计类型其效能要低于全单位病原体设计的疫苗。我们还需要做的就是找到一种方法可以寻找到有用的疫苗成分，而且这种成分可以有效增强并控制免疫。

研究小组选择了副痘病毒属的ovis(也称作羊传染性口疮病毒(Orf virus))做为目前实验的开始，这其中有运用到表达文库免疫技术来筛查隐藏于病原体基因组内的免疫原性因子。

副痘病毒属中的ovis可以引起高度感染性疾病，也就是所说的羊痘(Orf)，该疾病可以再绵羊和山羊当中流行，同时还可能会由于接触这些动物而经皮肤使人致病，导致脓包病损和结痂。

研究小组曾经对副痘病毒属的全基因组做了测序，并采用PCR的方法扩增所有的病毒开放读码框，而这些开放读码框(ORF)可以编码所有的病毒蛋白。每一个ORF都包含有一个基因组成分文库，可以高通量表达为一个独特的结构，同时这些又随机分布于子文库集合体中。这些子文库集合体再直接被传递至老鼠的起始位点并开始体内表达。活性的功能测试也强烈提示B2为免疫细胞的累积因子。

在未来的实验中，研究小组共同将B2L作为流感病毒的一种补充或佐剂，看它是否能够提高感染流感病毒老鼠的生存率。仅用流感疫苗免疫的对照组有50%的保护作用，与此相比，共同免疫老鼠确实表现出对流感病毒的完全保护能力。

除了像羊痘(Orf)这样的感染性病原，包括肿瘤在内的非感染性疾病可能也遵从疫苗的防御功能。然而，迄今为止，对于肿瘤特异性抗原的发现却一直令人很沮丧。而使用像B2这样的非特异免疫原性因子也会会是一种可以凑效的方法。

目前的研究在老鼠模型上研究了两种形式的肿瘤，然后在缺乏疾病抗原的情况下再单独给予B2。实验评估了B2提高生存力和缩小肿瘤大小的能力。在一例侵袭性恶性肿瘤中，肿瘤大小显著减小，而生存力也有明显提高。给予乳腺癌细胞株诱导的一例感染病例B2，结果也显示出肿瘤体积的适当缩小，但此缩小可以测量出来。

随着亚单位疫苗的日益增长和普及，这种需求的增长也要求更多有效的佐剂，以便补偿这类疫苗的免疫原性减弱(相比于全病原体副本疫苗)。类似于那些的技术应用于此来分离并评估B2能够潜在地使得对于实际上任何基因组的筛查成为可能，以实现一个器官当中对任何基因编码的活性测试。