腸道細胞(藍色部分的細胞核)感染了一種輪狀病毒，這種輪狀病毒經過基因改造，攜帶了來自諾如病毒(綠色部分)的基因。華盛頓大學醫學院的研究人員發現了一種創造性的方法，通過利用輪狀病毒來制造針對諾如病毒的疫苗。諾如病毒是食源性感染的主要原因，輪狀病毒是一種與諾如病毒無關的病毒，目前已經有幾種高效疫苗。
圖源:Takahiro Kawagishi/華盛頓大學

每年，諾如病毒導致數億例食物中毒，至少5萬名兒童死亡，但目前還沒有真正的方法來控制它。事實證明，在實驗室研究這種病毒異常困難，科學家們一直在努力開發有效的疫苗和藥物。

華盛頓大學醫學院的一項新研究描述了一種創造性的方法，通過利用輪狀病毒的高效疫苗來制造對抗諾如病毒的疫苗，輪狀病毒是一種與諾如病毒無關的病毒，也會導致腹瀉。

研究人員通過將諾如病毒的關鍵蛋白添加到無害的輪狀病毒毒株中，創造了一種實驗性的輪狀病毒-諾如病毒組合疫苗。接受實驗疫苗的小鼠產生了抗輪狀病毒和諾如病毒的中和抗體。這項研究發表在《美國國家科學院院刊》網絡版上，它概述了一種預防最常見、最棘手的病毒感染之一的創新方法。

資深作者、分子微生物學助理教授丁思遠（Siyuan Ding）博士說，“幾乎每個人都在某種程度上感染過諾如病毒，出去吃飯之后開始嘔吐和腹瀉。雖然之后會恢復的，但這三天左右會很難熬。然而，對于發展中國家無法獲得清潔水的孩子來說，這可能是致命的。輪狀病毒疫苗的效果非常好，而且已經建立了全球分發系統，所以基于這一點，我們看到了最終在對抗諾如病毒方面取得一些進展的機會。”

在2006年第一批輪狀病毒疫苗推出之前，全世界每年有50萬兒童死于輪狀病毒感染引起的腹瀉。現在，這一數字估計約為20萬——仍然很高，但已經有了巨大的進步。四種輪狀病毒疫苗在世界各地使用。所有疫苗都是活病毒疫苗，這意味著它們是基于輪狀病毒的弱化形式，能夠引發免疫反應，但不會使人生病。

另一方面，人類諾如病毒幾十年來一直阻礙著科學研究。它不會感染小鼠、大鼠或任何其他普通實驗動物，因此導致輪狀病毒疫苗開發的各種實驗不可能用諾如病毒復制。

Siyuan Ding博士和他的同事們提出了利用輪狀病毒繞過諾如病毒工作的技術困難的想法。他們使用一種輪狀病毒實驗室毒株作為一種已獲批準的輪狀病毒疫苗的替代品，這種疫苗是專利的。

研究人員將形成人類諾如病毒外表面蛋白質的基因插入輪狀病毒實驗室株的基因組中。然后，他們將改良的輪狀病毒口服給免疫功能低下的幼鼠，就像給兒童注射輪狀病毒疫苗一樣。他們在4周、6周和8周后采集了血液和糞便樣本。在初次免疫9周后，研究人員給小鼠注射了增強劑，一周后再次采集樣本。

在11只接受測試的小鼠中，有9只的血液和11只小鼠的腸道中都出現了強烈的抗體反應。更好的是，來自血液和腸道的一些抗體能夠在培養皿中的人類“迷你腸道”培養物中中和這兩種病毒。這種培養物，也被稱為類器官，是從人類干細胞中培養出來的，并復制人類腸道的表面。

“傳統上，疫苗研究主要集中在血液中的抗體反應，因為我們最了解免疫反應的這一部分，”Ding說，“但諾如病毒和輪狀病毒都是腸道病毒，所以在對抗這些病毒方面，血液中的抗體不如腸道中的抗體重要。事實上，我們在腸道中看到強烈的抗體反應是一個好跡象。”

下一步是證明接種了實驗疫苗的動物不太可能生病或死于諾如病毒。Ding博士正在進行這樣的實驗。

這項研究的力量在于，它概述了一種新的方法，可以加速針對各種引起腹瀉的麻煩生物的疫苗開發，特別是在資源有限的國家，這些國家發生了許多此類感染。

“有很多腸道病原體，我們沒有很好的治療方法或疫苗，原則上，我們可以將來自任何感染腸道的有機體的基因放入輪狀病毒疫苗中，從而制造出一種二價疫苗。當然，我們必須找到正確的目標來產生良好的免疫反應，但原理很簡單。

“作為基礎科學家，我們很少有機會真正把一些東西推進到臨床，我們在基本水平上研究病毒的作用以及宿主的反應。這是一個難得的機會，我們的工作可以直接影響人類健康，讓人們的生活更美好。”