世界各地的科学家正在以闪电般的速度研制一种COVID-19疫苗，而澳大利亚专家正在为这项工作带来突破性的技术。

在武汉首次有记录的新型冠状病毒死亡事件发生六周后，澳大利亚的研究人员将开始在动物身上测试一种可能的疫苗。

墨尔本的一家工厂预计将在几周内开始生产小剂量疫苗，以供进一步测试。如果它能保护动物免受病毒感染，它将在人类身上进行测试。

昆士兰大学的一个科学家团队在全国各地其他团队的支持下，制定了一项非凡的计划，即以惊人的速度开发一种我们几乎不了解的病毒疫苗。

如果他们的努力取得成功，他们不仅将拥有阻止冠状病毒传播的强大武器，而且还将彻底改变疫苗技术，可能导致针对一系列其他致命疾病的疫苗接种。

从第一例澳大利亚冠状病毒病例中分离出负责COVID-19的病毒，

并在此彩色透射电子显微图像中捕获了该病毒。

开发COVID-19疫苗的计划是什么?

疫苗是我们预防感染的最佳工具之一。在发达国家，它们在很大程度上帮助消灭了脊髓灰质炎、白喉和风疹等致残疾病。

但从历史上看，研制疫苗是一项漫长、艰难、令人沮丧且常常不成功的工作。从研究到批准一种疫苗需要大约10年的时间——如果疫苗有效的话。更多的实验以失败告终。

在目睹了先是SARS(严重急性呼吸综合征)和MERS(中东呼吸综合征)，然后是埃博拉和寨卡病毒的出现，导致数千人死亡，令世界陷入恐慌之后，世界各地的科学家们决定，需要一种新的方法——一种能够迅速研制出应对新威胁的疫苗的方法。该组织被称为“流行病防备创新联盟”(CEPI)，成立于2017年，总部设在挪威。

该联盟的计划是:建立“平台疫苗”，当新的病毒出现时可以立即适应。他们面临的挑战是:他们需要发明出与目前使用的疫苗不同的疫苗。

CEPI联盟希望在16周内从分离这种冠状病毒到测试疫苗，这样它就可以在12到18个月内广泛传播。在疫苗的世界里，这是闪电般的速度。

它面临的第一个重大考验来得比任何人预期的都要快。从中国城市武汉的一个活动物市场上出现后，COVID-19迅速成为全球的威胁。截至2月19日，已有75,199人患病，2000人死亡。

墨尔本的Doherty感染和免疫研究所从澳大利亚第一个被诊断出该疾病的人身上获取了该病毒的样本。他们将病毒放入装有猴子肾脏细胞的烧瓶中，通过摄像机对烧瓶进行监控。

在下面的图片中，你看不到病毒——它太小了，静静地躺在烧瓶里。刚开始它们会慢慢变黑，但很快就会变黑，直到整盘都充满了死亡。

疫苗是如何起作用的?为什么我们需要一个新的类型?

所有的疫苗都是利用你的免疫系统的先天防御来发挥作用的。一种疫苗含有部分或全部病毒，以不会让你生病的方式处理。你的免疫系统将病毒视为外来入侵者，然后产生不同的抗体来消灭它。

每种病毒都有不同的形状。为了杀死它，你的身体需要产生与病毒形状完全一致的抗体。想象一下拼图碎片拼接在一起——但当它们连接起来时，病毒就死亡了。

CEPI联盟在世界各地开发了三种冠状病毒疫苗(希望至少有一种有效)。其中两种疫苗由制药公司与CEPI、Inovio和Moderna合作开发，属于一种名为“DNA”的疫苗。另一种是在澳大利亚开发的分子钳形疫苗。中国和俄罗斯的其他公司正在联盟之外独立研制自己的疫苗。

目前，有三种常见的疫苗

Sub-unit vaccines是在化学物质中含有单个病毒片段，这些化学物质会导致人体产生抗体。例如:乙型肝炎，带状疱疹，HPV，一些流感疫苗。

Live-attenuated vaccines含有一种活病毒，这种病毒已被轻微削弱，因此它仍可感染细胞，但不会使人生病。这允许身体产生抗体。例如:麻疹、腮腺炎、风疹。

Inactivated vaccines含有一种已被杀死的病毒。我们的免疫系统识别死亡病毒并产生抗体。例如:狂犬病，甲型肝炎，一些流感疫苗。

CEPI联盟所做的一件不同寻常的关键事情是，在制造疫苗时不使用这种病毒。在一次新的爆发中，获取病毒的活样本需要很长时间。相反，他们使用的是病毒的遗传密码，一旦病毒爆发就能获得。

科学家分析一种病毒的遗传密码，并识别出包含病毒一小部分蓝图的部分。如果你把DNA注入人类细胞，人类细胞就会读取DNA并开始打印病毒的小部分。你的免疫系统会发现这些病毒片段，并产生抗体杀死它们——从而产生免疫力。

“这是我们能制造的最简单的疫苗，而且我们能很快制造出来。但它们往往不是特别有效，”曾在阿德莱德大学（the University of Adelaide）工作的DNA疫苗专家埃里克·高恩斯（Eric Gowans）教授说。

昆士兰大学为CEPI开发的分子钳形疫苗则完全不同。

什么是分子钳形疫苗?

Paul Young教授(左)、Keith Chappell博士和Dan Watterson博士开发了一种新的疫苗技术。

分子钳形疫苗技术是大约七年前由昆士兰大学的三位科学家发明的:Keith Chappell博士、Daniel Watterson博士和Paul Young教授。

在CEPI的资助下，他们希望在接下来的几年里发展他们的创新；相反，他们被推进了与COVID-19的斗争的核心。

中国于1月11日公布了该病毒的基因序列。在24小时内，研究小组挑选出了他们想要攻击的那部分病毒，并下令开始准备材料。

“我们不需要病毒本身。我们所需要的只是序列，”杨教授说。

病毒只有一个目标:进入人类细胞，在那里它们可以繁殖。为了做到这一点，冠状病毒被“穗状”蛋白质覆盖，这些蛋白质像小弹簧一样盘绕在一起。突刺蛋白被设计成与人体细胞结合并展开，在细胞壁上炸出一个洞让病毒进入。

团队正在尝试复制的病毒刺突蛋白的3D图。

我们的免疫系统通过识别这种蛋白质并产生抗体来杀死它。特别是，你希望你的抗体能识别并杀死螺旋状的突刺蛋白——在冠状病毒有机会穿透你的细胞之前杀死它。

如果你想在不感染他人的情况下使其获得免疫力，最简单的方法就是切断一个突刺蛋白并将其植入疫苗中。

但事情没那么简单。

将一个螺旋状的长钉蛋白(与病毒表面无关)放入疫苗并注射，长钉蛋白就会自动在体内展开。

而不是制造抗体来对抗COVID-19表面的盘绕蛋白，身体会制造与盘绕蛋白形状相匹配的抗体。如果出现完全冠状病毒，这些抗体不会杀死它。

潜在的解决方案是:分子钳形。

这些分子是微小的蛋白质片段，它们将长钉蛋白固定在其卷曲的形状中。“它将蛋白质锁定在病毒上看到的形状，”杨教授说。

被困在这种形状里的蛋白质已经成熟，可以被免疫系统研究了。奥克兰大学的分子生物学家Upulie Divisekera说，这会促使免疫系统产生许多不同的抗体来攻击病毒，这意味着你的免疫力会更强。

冠状病毒也在变异，就像流感变异以逃避我们的免疫系统一样。Divisekera说，通过产生一系列不同的抗体，你应该能够获得广泛的免疫反应，仍然能够对付变异的冠状病毒。

到2月的第二周，昆士兰大学的研究小组获得了一批被夹住的蛋白质。他们挑出了几种形状，看起来像是会激发强烈的免疫反应。到2月的第三周，他们将开始在实验室进行动物实验。

George Lovrecz教授和Mylinh La在CSIRO位于墨尔本克莱顿的试验性冠状病毒疫苗生产工厂工作

有了一种潜在的疫苗，然后呢?

昆士兰大学的研究小组将再花上宝贵的两周时间进一步调整形状，使其恰到好处，然后将其送去进行小规模生产和更广泛的测试。

这项工作将在位于墨尔本郊区克莱顿（Clayton）的CSIRO制造工厂完成。该工厂设有一个200升的发酵桶，里面装满了营养仓鼠，里面装有“中国仓鼠卵巢细胞”汤（最适合该任务的细胞）。

CSIRO团队将从昆士兰大学实验室获得的蛋白质DNA序列，并将其输入发酵罐。这些细胞会吸收DNA并复制其中的指令，制造出一升一升的蛋白质。然后将其提取、纯化并放入疫苗中。

该设施已经在为中东呼吸综合征(一种密切相关的病毒)生产练习疫苗。

“我们希望——这也是我们在中东呼吸综合征上进行练习的原因——我们可以在四周内将纯化的材料用于毒理学研究，”CSIRO制造部门研究小组负责人乔治·洛弗雷茨教授说。

“我相信他们已经非常接近准备好第一个候选疫苗。”

George Lovrecz教授的发酵罐，疫苗蛋白将在那里生长

如何测试疫苗?

在把疫苗交给人类之前，需要测试它的安全性和有效性。在CSIRO位于墨尔本西南部吉朗(Geelong)高度安全的实验室，这些测试已经在准备之中。

实验室的科学家们使用了来自Doherty研究所的病毒样本来培养他们自己的大桶冠状病毒。克莱顿完成了一批试验疫苗后，将在吉朗实验室给小动物注射，可能是雪貂。雪貂随后将暴露在冠状病毒下。

结果很快就会知道。如果雪貂保持健康，人类试验就可以开始。如果没有，就得从头再来。

“我们觉得我们可以在3月中旬(在动物身上)进行测试，”CSIRO卫生与生物安全主任罗布•格伦费尔（Rob Grenfell）博士表示。

CSIRO疫苗生产工厂的Mylinh La教授

疫苗会有效吗?

该技术在纸上起作用。但是科学家们依然非常兴奋，并告诉我们昆士兰大学的疫苗至少有50%的成功机会。

但是通往科学发现的道路是铺满失败的。三分之二对动物有效的新药对人类根本不起作用。

因此，CEPI的科学家们估计，他们需要测试多达21种不同的疫苗，才能使其中一种有效。

事情就是这样：他们只需要成功一次

來源：悉尼先驱晨报

实习编辑Julie Lin 翻译

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