바이러스의 해부학에 대한 예술가의 연출. 애나 Tanczos / Wellcome 이미지, CC BY-NC-ND

아무도 독감에 걸리지 않으려하고, 최고의 방어선은 계절 인플루엔자 백신입니다. 그러나 효과적인 독감 예방 접종을 위해서는 특정 계절에 인플루엔자가 감염 될 확률이 가장 높은지 정확하게 예측해야합니다. 그것은 바이러스가 지역을 여행 할 때 전 세계의 여러 보건 센터를 조정해야합니다. 일단 역학자들이 목표 독감 균주에 정착하면 백신 생산량이 높은 장비로 이동합니다. 그것은 걸린다. 약 6 개월 를 생성 150 주사 투여 량 이상 미국 인구에 필요한

연간 독감 백신은 얼마나 효과가 있습니까?

효과적인 일년 독감 예방 접종은 특정 계절에 인플루엔자가 가장 많이 감염 될 확률을 정확하게 예측하는 데 달려 있습니다. CDC는 해마다 "백신 유효성"을 계산하기 위해 매년 관찰 연구를 실시합니다.

부정확하거나 불완전한 역학적 예측은 중대한 결과를 초래할 수 있습니다. 2009에서는 MedImmune 및 Sanofi Pasteur를 포함한 제조업체, 예상되는 변종에 대한 백신을 준비하고 있었고, 추가 인플루엔자 균주, H1N1, 등장했다. 준비된 백신은 예상치 못한 변형에 대해 보호하지 못했고 전세계적인 공황을 야기 시켰고 18,000의 사망 확정을 넘었습니다. 150,000를 초과하는 것으로 추정 됨. 늦지 않았 더라면 H1N1에 대한 백신이 결국 생성되어 그 해 두 번째 독감 예방 주사가 필요했습니다.

인플루엔자가 과거 100 년 전염병 - 1918 독감 포함 50만의 사망자가 발생했습니다. 우리는 질문이 남아 있습니다 : 과학자들은 역학에 의해 연례 예측을 필요로하지 않는 다양한 인플루엔자에 대해 보호 할 수있는 "보편적 인"백신을 생산할 수 있습니까?

면역계가 싸우는 백신

18th 세기와 아마도 역사상 훨씬 더 일찍이, 일반적으로 천연두의 생존자는 다시 그걸로 내려 오지 않을 것이다. 후속 노출시. 여하튼, 감염은 질병에 대한 면역력을 부여했습니다. 그리고 사람들은 우두둑에 휩싸인 소와 접촉 한 유부녀도 마찬가지로 천연두로부터 보호받을 것이라고 인정했습니다.

늦은 1700에서, 농부 Benjamin Jesty는 그의 가족에게 우두머리를 접종했습니다., 미래의 노출에도 불구하고 천연두에 대항하여 효과적으로 예방 접종을합니다. 내과 의사 Edward Jenner는 인류를 새로운 시대의 면역학으로 탈바꿈시켰다. 그가 과학적 신빙성을 그 절차에 빌려줬을 때.

따라서 한두 가지 예방 접종이나 천연두에 대한 노출 (또는 생존)이 10 년 또는 심지어 평생 면역을 부여한다면 왜 개인들은 매년 독감 백신 접종을 권장합니까?

대답은 인플루엔자 바이러스의 해부학 적 변화가 얼마나 빨리 일어 났는가에 달려 있습니다. 각 바이러스는 유전 물질을 지속적으로 돌연변이시키는 대략 구형의 멤브레인으로 구성됩니다. 이 멤브레인은 헤 마글 루티 닌 (hemagglutinin) 또는 HA, 노이 라미니다 제 (neuraminidase) 또는 NA (각각 줄기와 머리로 이루어짐)의 두 가지 유형의 "스파이크"로 뒤덮입니다. HA와 NA는 숙주 세포에 결합하여 감염된 바이러스를 돕고, 바이러스가 세포 안으로 들어 와서 결국은 그 출구로 들어가는 것을 중재합니다.

백신은 전형적으로이 두 분자를 표적으로하는 항체를 유도합니다. 일단 주입되면 개인의 면역 체계가 작동합니다. 전문화 된 세포는 백신 분자를 침입자로 수집합니다. 다른 세포는 외부 분자를 인식 할 수있는 항체를 생성합니다. 다음 번 같은 침입자가 나타나면 동일한 면역 백신이나 흉내를내는 바이러스 계통의 형태이든간에 신체의 면역 세포가 이들을 인식하여 감염을 막아 감염을 예방합니다.

백신 개발 업체의 경우 인플루엔자 돌연변이 게놈에 대한 실망스러운 특징 중 하나는 HA와 NA가 얼마나 빨리 변화하는지입니다. 이러한 끊임없는 변화는 독감 계절에 새로운 백신을 만들기 위해 드로잉 보드로 되돌려 보내는 것입니다.

백신 설계를위한 다양한 방법

천연두 백신은 백신학의 "경험적 패러다임"을 처음으로 사용했습니다. 오늘날 우리가 주로 사용하는 전략과 같습니다. 그것은 자연 감염에 의해 유도 된 면역을 모방하기위한 시행 착오적 접근법에 의존합니다.

다시 말해, 백신 개발자들은 접종시 무언가에 항체 반응을 일으킬 것이라고 믿습니다. 그러나 바이러스의 특정 패치가 면역 반응을 일으키는 데 초점을 맞추지 않습니다. 예를 들어 많은 변형이 공유되는 HA의 작은 패치에 대한 반응인지 여부는 중요하지 않습니다. 전체 바이러스를 출발 물질로 사용하는 경우, 백신에 사용 된 바이러스의 많은 부분을 인식하는 많은 다른 항체를 얻을 수 있습니다.

계절 독감 예방 접종은 일반적으로이 경험적 접근법에 맞습니다. 해마다 역학자들은 인플루엔자 균주가 인구에 감염 될 확률이 가장 높으며 일반적으로 3 ~ 4 세에 정착한다고 예측합니다. 연구자들은이 균주를 감쇠 시키거나 불활 화시켜 독감 백신 접종없이 그 해의 인플루엔자 백신에서 모방 자처럼 행동 할 수 있습니다. 개인의 면역 체계가 이러한 균주를 표적으로하는 항체를 생성함으로써 백신에 반응 할 것이라는 희망이있다. 그 사람이 독감에 걸리면 항체가 그 계통을 중화하기를 기다리고있을 것입니다.

그러나 백신을 디자인하는 다른 방법이 있습니다. 그것은 합리적 디자인이라고 불리우며, 백신학에서 게임으로 변할 수있는 잠재적 패러다임 변화를 나타냅니다.

목표는 바이러스에 노출 될 필요없이 효과적인 항체를 생산할 수있는 분자 또는 "면역원"을 설계하는 것입니다. 현재의 백신과 비교하여, 조작 된 면역원은 심지어 면역 반응이 바이러스의 특정 부위를 표적으로한다는 것을 의미하는보다 구체적인 반응을 허용 할 수 있으며, 더 큰 폭, 즉 다수의 균주 또는 관련 바이러스를 표적 할 수있다.

이 전략은 특정 에피토프 또는 바이러스 패치를 대상으로합니다. 항체는 구조를 인식하여 작동하기 때문에 디자이너는 면역계의 구조적 특성을 강조하기를 원합니다. 그런 다음 연구자들은 관련 항체를 생산하기 위해 면역 체계를 자극하기를 희망하는 구조로 후보 백신을 설계하려고 할 수 있습니다. 이 경로를 통해 기존의 시행 착오적 인 방법보다 더 효과적이고 효율적인 면역 반응을 유도하는 백신을 만들 수 있습니다.

유망한 헤드 웨이가 만들어졌다. 호흡기 세포 융합 바이러스 백신 설계 이 새로운 합리적인 패러다임을 사용하지만이 방법을 인플루엔자에 사용하기위한 노력이 아직 진행 중입니다.

보편적 인 독감 백신을 향하여

최근 몇 년 동안 연구자들은 우리 몸에서 생산 된 강력한 면역 항체를 제거했습니다. 인플루엔자에 대한 항체 반응은 주로 HA 스파이크의 머리를 향한, 몇몇이 발견되었습니다. 목표로하는 HA의 줄기. 줄기가 머리보다 바이러스 계통에서 더 일정하기 때문에 이것은 독감의 아킬레스 건일 수 있으며,이 지역을 표적으로하는 항체는 백신 디자인을위한 좋은 템플릿이 될 수 있습니다.

연구자들은 감염되기 전에 신체가이 항체를 생성하도록하는 여러 접근법을 추구하고 있습니다. 나노 입자 디스플레이로 알려진 한 가지 전략은 바이러스의 일부를 통합하는 분자를 설계하는 것입니다. 실험실에서 과학자들은 자체적으로 면역 반응을 일으킬 수있는 구형 나노 입자 외부에 HA와 NA 입자의 일부 조합을 부착 할 수 있습니다. 백신의 한 부분으로 주입 될 때, 면역 계통은이 분자를 "볼"수 있고, 운이 그것에 대하여 항체를 일으킨다.

대답해야 할 중요한 질문 중 하나는 정확히이 나노 입자의 외부에 표시되어야하는 것입니다. 일부 전략은 전체 HA 분자의 다양한 버전을 표시하는 반면, 일부는 줄기를 포함합니다. 이러한 접근법을 검증하기 위해 인간에 대한 더 많은 데이터를 수집해야하지만, 줄기 세포 면역원은 고무적이다..

현재의 기술로는 "독감 예방 주사"가 될 수 없습니다. 그리고 전염병 감시가 항상 필요할 것입니다. 그러나 1 년에 1 회 모델에서 1 년에 한 번 10-years 접근 방식으로 전환 할 수 있다는 것은 상상할 수없는 일이며, 우리는 불과 몇 년 내에있을 수 있습니다.

저자에 관하여

Ian Setliff, Ph.D. 학생, 화학 및 물리 생물학 프로그램, Vanderbilt Vaccine Center, 밴더빌트 대학 Amyn Murji, Ph.D. 학생, 미생물학 및 면역학 학부, Vanderbilt Vaccine Center, 밴더빌트 대학

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