AI设计的冠状病毒疫苗通过首次人体安全性试验
University of Cambridge及其衍生公司DIOSynVax周四宣布,有效成分完全由AI设计的候选疫苗pEVAC-PS在39名健康志愿者身上通过首次安全性试验。同一剂疫苗诱导出针对SARS-CoV-2、原始SARS病毒以及多种从未感染过人类的蝙蝠冠状病毒的抗体。如果更大规模试验里结果依然成立,那就意味着可以在下一次大流行真正开始之前,把疫苗先备好。
试验显示了什么
1期试验招募了39名18至50岁的健康志愿者,在Southampton和Cambridge的NIHR临床研究中心开展。周四发表在Journal of Infection的结果显示,没有出现具有临床意义的不良事件。更值得关注的是,免疫反应检测里检出了能结合多种Sarbecovirus(沙贝病毒)的抗体——这是冠状病毒下的一个亚属,涵盖SARS-CoV-1、SARS-CoV-2,以及一群仍在马蹄蝠中传播的近亲病毒。
接种方式也不寻常。这是一支DNA疫苗,通过微流体喷射装置打入手臂,全程不用针头。试验首席研究者、University of Southampton的Saul Faust教授把传统的"一株毒株一支疫苗"路径形容为"小狗追着自己尾巴跑"。无针在运营层面也意义重大:储存和冷链都更简单,大规模接种也不再受制于熟练接种人员的供给。
AI是如何设计"超级抗原"的
常规疫苗用单一病毒蛋白训练免疫系统,通常就是某一毒株的刺突蛋白。而pEVAC-PS瞄准的是一种与任何单一病毒都不完全匹配的合成"超级抗原"。DIOSynVax团队把所有公开的Sarbecovirus基因组喂给一个机器学习模型,让它找出在整个病毒家族里能最大化交叉反应的蛋白结构,目标是那些病毒一旦突变就会丧失自身功能的关键区域。
研究负责人、Cambridge Lab of Viral Zoonotics的Jonathan Heeney教授说得很直接:" 我们把疫苗研发从被动应对变成了未雨绸缪。" 这就是这次的赌注——设计抓住的保守区域足够"深",未来怎么突变都跑不掉。当然这次试验还没证明这一点;它证明的只是候选疫苗安全,并且确实激发了模型预测的那种广谱免疫反应。
为什么重要
一支真正管用的泛Sarbecovirus疫苗,意味着公共卫生系统可以在下一次人畜共患病毒外溢之前,就先针对整个病毒家族储备同一款产品。作为对比,新冠期间,SARS-CoV-2基因组2020年1月公开,到当年12月第一针Pfizer疫苗打到人胳膊上,中间隔了大约11个月。经过预先验证的平台疫苗能把这个时间表压缩到接近零,这也正是英国政府研发机构、本次主要出资方Innovate UK愿意签支票的理由。
也要看怀疑的一面。这只是一项39人规模的1期试验,目的是检验剂量限制性毒性和基础免疫原性,而不是有效性。实验室检测里抗体能结合,跟现实世界中真的能挡住感染是两码事;通用流感疫苗和HIV疫苗的研发史上,在实验室里数据漂亮、在攻毒试验中崩盘的平台太多了。计算设计这条路本身也带着信任成本——这两年AI设计的蛋白在体外能跑通、到了体内就翻车的案例不少。
接下来值得关注的
下一个关键信号是2期剂量探索数据,需要更具人口多样性的入组队列,并且要看真正的中和抗体读数,而不仅仅是结合抗体。再往后看的是,DIOSynVax能不能把同一套超级抗原设计搬到流感、亨尼帕病毒、埃博拉等其他病毒家族上。这一步走通与否,将决定"AI设计的通用疫苗"是一个新的产品门类,还是仅仅针对单一病原体的孤例。
信息来源
- New 'universal vaccine' technology could protect us from future virus outbreaks (University of Cambridge)
- AI-designed universal coronavirus vaccine passes first human trial (ScienceDaily)
- New 'universal vaccine' technology could protect from future virus outbreaks (NIHR)
- Computer-designed universal vaccine shows early human trial success (Interesting Engineering)
- A phase I, needle-free, dose-escalation clinical trial of pEVAC-PS (Journal of Infection)