耐储存疫苗避免浪费，扩大使用范围

根据世界卫生组织的数据，由于运输或储存的错误，浪费了50％以上的疫苗。由西北和康奈尔大学领导的研究团队开发了一个新的制造平台，可以在护理点迅速制作疫苗，确保他们不会浪费和扩大对潜在的救生药物的进入。

这种新方法使用了冷冻干燥的无细胞成分，可以保持6个月或更长时间的货架稳定性。一旦无细胞系统到达目的地并准备使用，医护人员就可以用一滴水重新补充它们的水分疫苗在需求。

为了证明原则证明，研究人员使用平台制作结合疫苗防止细菌感染。他们能够在一小时内生产单剂量，每剂量约为5美元。研究人员免疫小鼠并将其暴露于Francisella Tularensis，a病原菌如果不进行治疗，这是致命的。所有接种过疫苗的小鼠都存活了下来。

该研究将于2月3日发表在该杂志上科学的进步。

“我们正在开发这种方法，以使药物适应药物对细菌感染，但我们可以将平台扩展到其他药物，包括病毒疫苗或胰岛素，”迈克尔·犹太人（Co-Lewet）表示，他联合领导的研究。“我们的无细胞方法，减轻了冷链要求，将提供一种迅速应对未来病原体爆发和新兴威胁的方法。”

通过消除对复杂供应链和极端制冷的需求，该平台也将具有强大的功能低资源设置，这通常无法获得昂贵的设施和冷藏储存。

“我们倾向于在大型设施中制作药品，这些设施可以花费数亿美元或更多美元，”Jewett说。“我们还必须依靠冷藏供应链。这些问题限制了对药物的整体访问。我们需要重新考虑制作和提供药物。”

Jewett是化学教授和生物工程他是西北大学麦考密克工程学院的院长，也是西北大学合成生物学中心的主任。他与康奈尔大学罗伯特·弗雷德里克·史密斯化学与生物分子工程学院(Robert Frederick Smith School of Chemical and biomedical Engineering)威廉·l·刘易斯(William L. Lewis)教授、康奈尔大学生物技术研究所(Cornell Institute of Biotechnology)主任马修·德丽莎(Matthew DeLisa)共同领导了这项工作。

这篇论文的共同第一作者是朱伊特实验室的前博士生杰西卡·斯塔克(Jessica Stark)和德丽莎实验室的研究生塔帕科恩·雅罗托梅凯(Thapakorn Jaroentomeechai)。

重新利用细胞引擎

这种被称为体外结合疫苗表达(iVAX)的新制造平台背后的秘密是无细胞合成生物学。为了制造一个无细胞系统，研究人员需要去除细胞壁并收集细胞的分子机制。然后他们把这台机器放入一个试管中并将其冷冻干燥。加水会引发一种化学反应，激活无细胞系统，将其转化为制造有效药物的催化剂。

“这就像用开枪出发动机并重新播放那幅发动机，”Jewett说。“或加入水以制作面包时激活干燥的酵母。同样，我们正在冷冻干燥细胞的核心催化剂。”

在这项研究中，研究人员利用大肠杆菌的分子机制开发了一种结合疫苗，以防止细菌感染。结合疫苗将病原体特有的一种糖附着在刺激免疫系统的蛋白质载体上。糖就像是病原体的指纹。通过学习将这种蛋白质识别为外来物质，你的身体就知道当再次遇到它时如何发动免疫反应来攻击它。

不幸的是，结合疫苗的制造既困难又昂贵，需要一个复杂的、多步骤的过程来分离糖并将其附着到载体蛋白上，而载体蛋白必须单独生产。

“我们创造了许多这些问题的技术，”Delisa说。“我们基本上是一种多步骤过程，并将其压缩成单一反应步骤，其中同时进行糖和载体蛋白，然后在单个罐中缀合在一起。”

防止抗生素耐药性

作为模型疫苗目标，研究人员专注于高毒性的Francisella Tularensis，其疾病控制和预防中心由于其高死亡率而被分类为一类生物恐怖主义剂。研究人员从致命的细菌中取出了糖，并将其进入无细胞系统。然后，无细胞系统生产缀合物疫苗载体蛋白质，加上糖。

“我们基本上给出了这些载体蛋白质细菌的指纹，”Jewett说：“所以你的身体可以识别它。”

虽然像小型冠状病毒一样的病毒是头脑，但Jewett和他的团队专注于缀合物疫苗作为对抗生素抗性细菌的新兴威胁的反应。

朱伊特说:“耐抗生素微生物的增多是整个地球在未来几年需要解决的问题。”“抗生素耐药性正在增长。这是一种缓慢蔓延的流行病。”

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