Nature子刊:利用CRISPR

2016-11-30 00:00 来源: 生物通
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中东呼吸综合征冠状病毒( Middle East respiratory syndrome coronavirus ,MERS-CoV)是近年来出现的一种新型高致病性冠状病毒,于2012年在中东首次被鉴定出来,随后又在几个欧洲国家发现了它的踪迹。这种疾病会引发人类重症肺疾病,临床表现为发热、咳嗽、急性呼吸窘迫综合征 (ARDS),甚至出现多器官功能衰竭,致死率约为36%。

由于传统上用来探讨病毒发病机制的小动物,比如小鼠、仓鼠、豚鼠和雪貂都具有天然的MERS-CoV抗性,因此MERS-CoV疾病导致的急性呼吸窘迫综合征模型难以获取,为此,在最新一项研究中,来自北卡罗来纳大学教堂山分校的研究人员利用CRISPRCCas9 基因编辑技术,修改了小鼠基因组,构建了MERS-CoV诱导急性呼吸窘迫综合征模型,为研发新型治疗技术铺平了道路。

这一研究成果公布在11月28日的Nature Microbiology杂志上。

急性呼吸窘迫综合征会导致肺内外严重疾病,引发以肺毛细血管弥漫性损伤和通透性增强,一般是急性肺损伤发展到后期的典型表现。在这篇文章中,研究人员利用CRISPRCCas9 技术修改了小鼠基因组中的两个核苷酸(288和330),使其与人类二肽基肽酶4受体()相匹配,让小鼠对MERS-CoV感染和复制易感。

之后研究人员让这种编辑后的小鼠产生小鼠适应性病毒,能在其肺部进行有效的复制,产生严重ARDS症状,比如生存率降低,体重骤降,肺功能降低等等。更重要的是,研究人员验证了比如MERS-CoV中和抗体治疗,或者MERS-CoV蛋白疫苗的治疗方法对这种工程小鼠的有效性。

近期,国内的学者也针对MERS-CoV,提出了一个新概念:中和免疫原性指数 (NII),用以评估抗原表位中和免疫应答的能力。这将为未来等威胁生命的病毒的疫苗设计提供更多的保证。

病毒亚基疫苗通常包含有免疫显性非中和抗原表位,在疫苗设计的时候需要去除这些表位,但是目前尚没有能准确评估抗原表位中和免疫应答能力的可靠方法。为此,在这篇文章中,研究人员提出了一个新的概念:中和免疫原性指数 (NII),用以评估抗原表位中和免疫应答的能力。

为了能确定NII,研究人员利用一个糖链探针来遮住抗原表位,然后评估这个表位对疫苗整体中和力,同时他们也检测NII对于包含MERS冠状病毒受体结合结构域免疫原上不同表位的评估能力。这些研究表明这一指数能用于指导设计高效的他威胁生命的病毒的疫苗设计。