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科学家开发出一种疫苗来保护动物免受沙门氏菌侵害

苏黎世联邦理工学院和巴塞尔大学的研究人员开发了一种疫苗,可以保护动物免受沙门氏菌的侵害。这些细菌通常通过对它们的保护层进行基因改造来逃避疫苗接种的影响。研究人员成功地操纵了这一过程,将细菌引诱到了进化陷阱中。

在许多情况下,开发针对细菌的疫苗比针对病毒的疫苗要困难得多。与几乎所有病原体一样,细菌能够通过修改其基因来回避疫苗的有效性。对于许多病原体来说,这种在疫苗接种选择压力下的遗传适应将导致它们的毒力或适应性降低。这可以让病原体逃避疫苗接种的影响,但代价是传播性降低或造成的损害更小。然而,包括许多细菌在内的一些病原体非常擅长改变方式,使它们能够逃避疫苗接种的影响,同时保持高度传染性。

对于寻求开发疫苗的科学家来说,这种免疫逃避几十年来一直是一个基本问题。如果他们着手开发针对细菌病原体的疫苗,他们通常会注意到这些疫苗很快就会变得无效。

武器化免疫逃避

然而,现在苏黎世联邦理工学院和巴塞尔大学的研究人员正是利用这种机制来研制出一种有效的细菌疫苗。他们成功开发了一种沙门氏菌疫苗,该疫苗不是试图彻底杀死肠道细菌,而是引导它们在肠道中进化,使它们成为较弱的病原体。

这使我们能够证明免疫逃避不仅是疫苗开发中的主要挑战,而且实际上可以很好地用于人类和兽医学。我们可以用它来推动病原微生物向某个方向进化——在我们的例子中,这是一个死胡同。”

Slack 领导了这项研究,该研究涉及来自苏黎世联邦理工学院和其他机构不同团体的许多研究人员,以及 ETH 教授 Wolf-Dietrich Hardt 和巴塞尔大学 Biozentrum 教授 Médéric Diard。

联合疫苗通向目标

在他们的研究中,研究人员为小鼠接种了一系列略有不同的鼠伤寒沙门氏菌疫苗,并观察了动物肠道中的沙门氏菌如何改变基因以逃避疫苗的影响。这让科学家们确定了鼠伤寒沙门氏菌中可能的免疫逃避突变的全谱。随后,研究人员从四种沙门氏菌菌株中生产了一种组合疫苗,涵盖了细菌的所有遗传逃避选项。

这种联合疫苗引发了令人惊讶的免疫逃避,导致表面重要的沙门氏菌糖衣萎缩。虽然受影响的细菌仍然能够在动物的肠道中繁殖,但它们基本上无法感染身体组织并引起疾病。这是因为糖衣是细菌保护层的一部分,可以保护它们免受宿主的防御以及经常感染和杀死细菌的病毒的侵害。在对小鼠的测试中,科学家们能够证明他们的新疫苗在预防沙门氏菌感染方面比批准用于猪和鸡的现有疫苗更有效。

科学家们现在计划使用相同的原理来开发针对其他微生物的疫苗——例如,针对具有抗药性的细菌菌株。此外,应该可以在生物技术中使用这种方法,并通过疫苗施加选择压力来对微生物进行特定修饰。

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