摘要:你以為普通感冒只是小打小鬧?其實 15%-30% 的普通感冒都源于 4 種 “季節(jié)性人類冠狀病毒”(HCoV-229E、HCoV-NL63、HCoV-OC43、HCoV-HKU1)。它們雖大多引發(fā)輕微癥狀,但在嬰兒、老人和免疫力低下人群中可能導致肺炎等嚴重疾病。更關(guān)鍵的是,這些病毒不斷變異,還可能與新冠病毒發(fā)生交叉反應。本文將通俗解讀季節(jié)性冠狀病毒的 “真面目”、疫苗研發(fā)的現(xiàn)狀與挑戰(zhàn),以及未來 “廣譜冠狀病毒疫苗” 如何守護我們的健康。
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一、認識季節(jié)性冠狀病毒:普通感冒背后的 “隱形元兇”
自 1960 年代以來,人類已發(fā)現(xiàn) 7 種冠狀病毒,其中 4 種因常年在冬季流行、癥狀以普通感冒為主,被稱為 “季節(jié)性冠狀病毒”。它們分別是 1966 年發(fā)現(xiàn)的 HCoV-229E、1967 年的 HCoV-OC43、2004 年的 HCoV-NL63 和 2005 年的 HCoV-HKU1。
這些病毒全球流行,潛伏期多為 2-5 天,常見癥狀包括鼻塞、流涕、咽痛、咳嗽和低燒,與普通感冒幾乎無差別。但別小瞧它們:HCoV-OC43 可能引發(fā)嬰幼兒和老人的肺炎,HCoV-NL63 容易導致兒童喉炎,而 HCoV-HKU1 在免疫力正常的成年人中也可能引發(fā)致命肺炎。
更值得關(guān)注的是它們的 “出身”:HCoV-229E 和 HCoV-NL63 源自蝙蝠,HCoV-OC43 和 HCoV-HKU1 則可能來自嚙齒動物,中間宿主包括駱駝、牛等。這些病毒的刺突蛋白(S 蛋白)進化速度極快,每年都會發(fā)生變異,這也是我們會反復感冒的重要原因。
以下是 4 種季節(jié)性冠狀病毒的核心信息總結(jié):
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二、疫苗研發(fā)的 “攔路虎”:這些難題讓季節(jié)性冠狀病毒疫苗遲遲未上市
盡管季節(jié)性冠狀病毒已被發(fā)現(xiàn)半個多世紀,但至今沒有獲批的疫苗。這背后藏著多個棘手難題:
1. 病毒 “善變” 且受體多樣
4 種季節(jié)性冠狀病毒的入侵方式各不相同:HCoV-229E 綁定人體氨基肽酶 N(hAPN),HCoV-NL63 與新冠病毒 “共享” 血管緊張素轉(zhuǎn)換酶 2(hACE2)受體,而 HCoV-OC43 和 HCoV-HKU1 則識別唾液酸類受體(9-O-Ac-Sia),其中 HCoV-HKU1 還需要跨膜蛋白酶(TMPRSS2)輔助。受體的多樣性導致很難開發(fā)出 “一苗通殺” 的疫苗。
同時,它們的 S 蛋白每年都在發(fā)生抗原漂移,變異速度從 3×10??到 8×10??替換/位點/年不等,疫苗研發(fā)很容易 “跟不上變異節(jié)奏”。
2. 研究模型嚴重缺乏
疫苗研發(fā)離不開實驗室培養(yǎng)和動物試驗,但 HCoV-HKU1 至今沒有穩(wěn)定的細胞培養(yǎng)體系和小鼠模型。雖然人類氣道上皮細胞(HAE)能支持其復制,但培養(yǎng)成本高、操作復雜,無法大規(guī)模用于疫苗測試。沒有可靠的模型,疫苗的保護效果就難以驗證,這成為研發(fā)的 “卡脖子” 問題。
3. 交叉反應的 “雙刃劍”
新冠感染或接種新冠疫苗后,人體會產(chǎn)生針對冠狀病毒保守區(qū)域的抗體,但這些抗體大多沒有中和活性,無法預防季節(jié)性冠狀病毒感染。更麻煩的是,預先存在的季節(jié)性冠狀病毒免疫力可能 “干擾” 新冠疫苗的效果,甚至可能加重病情,這種 “免疫印記” 現(xiàn)象讓疫苗設計需要更精密的平衡。
三、疫苗研發(fā)的 “多條賽道”:從滅活到 mRNA,哪種更有希望?
目前,科學家們正在多條技術(shù)路線上推進季節(jié)性冠狀病毒疫苗研發(fā),部分方案已展現(xiàn)出潛力:
1. 傳統(tǒng)路線:滅活疫苗與亞單位疫苗
滅活疫苗通過培養(yǎng)病毒后滅活制成,安全性高,能激發(fā)廣泛抗體反應。研究發(fā)現(xiàn),新冠滅活疫苗(如 BBIBP-CorV)能顯著提升人體對 4 種季節(jié)性冠狀病毒的抗體水平,其中對 HCoV-OC43 的交叉反應最強。
亞單位疫苗則聚焦病毒的關(guān)鍵抗原(如 S 蛋白、RBD 區(qū)域),純度高、副作用小。針對 HCoV-OC43 的 S2 亞單位疫苗已在動物試驗中誘導出中和抗體,還能交叉識別新冠病毒,為廣譜疫苗提供了思路。
2. 創(chuàng)新路線:mRNA 與病毒樣顆粒疫苗
mRNA 疫苗憑借快速研發(fā)優(yōu)勢脫穎而出。Moderna 已開發(fā)出 mRNA-1287 疫苗,同時編碼 4 種季節(jié)性冠狀病毒的 S 抗原,目前處于臨床前階段。而針對 HCoV-OC43 的 mRNA 疫苗在小鼠試驗中表現(xiàn)亮眼,不僅能保護小鼠免受同源病毒感染,還能交叉防護相關(guān)冠狀病毒。
病毒樣顆粒(VLP)疫苗是 “顏值與實力并存” 的選手:它模擬病毒結(jié)構(gòu)卻不含遺傳物質(zhì),安全性極高,還能高效激發(fā)免疫反應。研究人員將 5 種冠狀病毒(包括 2 種季節(jié)性冠狀病毒)的抗原整合到 VLP 上,成功誘導出廣譜抗體,為 “泛冠狀病毒疫苗” 奠定了基礎。
以下是主流疫苗技術(shù)路線的特點對比:
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3. 交叉防護:新冠疫苗的 “意外收獲”
多項研究發(fā)現(xiàn),新冠疫苗接種后,人體對 HCoV-OC43、HCoV-HKU1 等季節(jié)性冠狀病毒的抗體水平會顯著提升。其中,BNT162b2 和 mRNA-1273 疫苗能誘導針對 HCoV-NL63 的中和抗體,而腺病毒載體疫苗(如 ChAdOx1)對 HCoV-229E 有交叉保護作用。
這種交叉反應主要來自 S 蛋白的保守區(qū)域(如 S2 亞單位),雖然中和活性有限,但能減輕疾病嚴重程度。這也提示:未來疫苗可以整合保守抗原,實現(xiàn) “一苗防多毒”。
四、未來方向:廣譜疫苗如何實現(xiàn) “全面防護”?
面對 4 種季節(jié)性冠狀病毒和潛在的新發(fā)冠狀病毒,“泛冠狀病毒疫苗” 成為最終目標。科學家們提出了三步走策略:
1. 設計 “通用抗原”
利用結(jié)構(gòu)生物學和人工智能技術(shù),篩選冠狀病毒的保守中和表位,整合到一個抗原中。例如,將 S 蛋白的 RBD 區(qū)域(負責結(jié)合受體)與 S2 亞單位(保守性強)結(jié)合,既保證中和活性,又能激發(fā)交叉免疫。
2. 多價疫苗遞送
將 4 種季節(jié)性冠狀病毒的抗原同時加載到疫苗載體中,一次接種就能激發(fā)針對所有病毒的免疫力。目前,mRNA 疫苗和 VLP 疫苗已實現(xiàn)多價抗原遞送,動物試驗顯示能誘導出均衡的抗體反應。
3. 異源加強與黏膜免疫
采用 “肌肉注射 + 鼻腔接種” 的組合方式:肌肉注射疫苗激發(fā)全身免疫,鼻腔接種強化呼吸道黏膜免疫,從病毒入侵的 “第一道防線” 阻斷感染。研究發(fā)現(xiàn),這種策略能顯著提升保護效果,還能延長免疫記憶。
下圖展示了廣譜季節(jié)性冠狀病毒疫苗的設計框架:
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五、結(jié)語:普通感冒的 “疫苗時代” 不再遙遠
季節(jié)性冠狀病毒雖不像新冠那樣致命,但每年導致大量感冒病例,給高危人群帶來健康風險,也加重了醫(yī)療負擔。隨著疫苗技術(shù)的進步,曾經(jīng)的研發(fā)難題正在被逐一突破:交叉反應的機制逐漸明晰,多價疫苗和廣譜疫苗的設計思路日趨成熟,動物模型也在不斷完善。
未來幾年,我們可能會看到既能預防新冠,又能抵御普通感冒相關(guān)冠狀病毒的 “萬能疫苗” 上市。這不僅能讓我們擺脫反復感冒的困擾,更能提升人類應對新發(fā)冠狀病毒的能力,為公共衛(wèi)生安全增添重要屏障。
從新冠疫情到普通感冒防控,人類與冠狀病毒的博弈仍在繼續(xù),但疫苗研發(fā)的每一步進展,都在讓我們離 “無疫” 的未來更近一步。
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