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感到不舒服?流鼻涕、喉咙发痒?也许会咳嗽,伴有轻微的畏寒和酸痛,可能还会低烧?我们都有过这种经历。从统计学上讲,每个人每年都会出现这些症状数次。在过去的几年里,很容易将这些症状归咎于 COVID-19 冠状病毒或 SARS-CoV-2 的某个变种。然而,也很可能是一种在人类病毒家族树上一个遥远的亲戚,它比任何其他病原体——鼻病毒——每年造成的病假和就医次数都多。普通感冒症状可以由多种病毒引起,但你正在对抗鼻病毒的可能性很高:该病毒占所有普通感冒的一半。
传统上,美国的呼吸道病毒存在一定的季节性。流感通常在秋季和早春达到高峰,而普通感冒,如呼吸道合胞病毒 (RSV)、非 COVID 冠状病毒、腺病毒和鼻病毒,则在冬季中期开始流行。但 COVID-19 似乎扰乱了正常的模式。“我们通常在冬季高峰期看到 RSV,”耶鲁大学医学院的呼吸道病毒专家 Richard Martinello 说。“但我们的医院已经满了。我们正试图弄清楚病人住在哪儿以及如何照顾他们。”不只是 RSV。“今年我们确实看到一些患有严重鼻病毒感染的孩子,”Martinello 补充说,“以及在医院接受治疗的患有严重鼻病毒感染的成年人。”
每年,我们都会被鼓励接种年度流感疫苗——而且看起来 COVID 疫苗也正朝着类似的方向发展。然而,我们并没有获得普通感冒疫苗。在美国,每年就有超过十亿例——远远超过包括 COVID-19 和流感在内的任何其他病毒——如果有一种普遍的普通感冒疫苗,其带来的效益将是不可估量的。对这种疫苗的探索始于半个多世纪前,正如《大众科学》在 1955 年 11 月报道的那样。
自 19 世纪以来,已经为许多人类最普遍的病原体开发了一系列疫苗,从 1798 年的第一个疫苗——天花疫苗,到 1896 年的霍乱和伤寒疫苗,再到 2020 年的 COVID-19 疫苗——但却没有普通感冒疫苗。
然而,在 20 世纪 50 年代,由于Jonas Salk 的脊髓灰质炎疫苗的成功,病毒学家们确信,普通感冒将在几年内被疫苗根除。在 1955 年的《大众科学》文章中,多产的病毒学家 Robert Huebner 估计,普通感冒疫苗可能在一年内就能上市。Huebner 曾成功开发了针对咽结膜热的腺病毒疫苗,并被认为是引起癌症的基因(癌基因)的发现者,但他从未实现他研制普通感冒疫苗的愿望。
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尽管《大众科学》的文章重点介绍了 Huebner 在 1953 年发现腺病毒是普通感冒的根源,但直到 Winston Price 在 1956 年的发现,病毒学家们才意识到鼻病毒是引起普通感冒的主要罪魁祸首。自 Price 发现以来,已经发现了三种鼻病毒(A、B 和 C),包括超过 150 种不同的菌株。此外,大多数已知的鼻病毒基因组都已被测序,以期找到可能作为普遍疫苗基础的共同点。
“考虑到有 100 多种 A 和 B 型鼻病毒,”威斯康星大学医学院和公共卫生学院的呼吸道病毒专家 Yury Bochkov 指出,“你需要将所有 100 种类型都放入一支疫苗中,才能实现保护”仅针对 A 和 B 型鼻病毒。再加上所有 C 型鼻病毒(超过 50 种),以及 RSV 的病毒类型(超过 40 种),那么同一支疫苗就必须包含超过 200 种菌株。即使如此,它也只能提供大约三分之二的普通感冒的保护。“Bochkov 说,‘这被认为是开发这些疫苗的主要障碍。’”
在制造普遍疫苗方面,科学家们寻找的是“最低公分母”——一种疫苗可以针对的、在病毒所有变种中共享的共同特征。不幸的是,病毒并不那么合作。将它们分解以寻找共同特征并不容易。为了触发抗体产生,人类免疫系统必须能够识别这些共同的病毒特征属于入侵者。这意味着这些特征必须暴露在外,或者位于病毒表面。被锁定在病毒颗粒内部或其衣壳结构中的特征,直到病毒开始复制后才能被检测到,而那时已经太晚了,无法避免感染。
抗体,由类 IgM 和 IgG 等基于蛋白质的免疫球蛋白组成,是 Y 形的细胞,它们在我们的血液中不断循环,并附着在入侵的病原体上,而病原体可以通过其表面蛋白质中的特定序列被识别。抗体能够使入侵者失活,直到白细胞,即白细胞部队赶到将其杀死。普遍疫苗的目标不仅是找到一种在如此多不同类型的同一种病毒中普遍存在的、能够触发抗体的特征,而且还要找到一种变异缓慢——或者根本不发生变异——的特征。对于目前正在开发的普遍冠状病毒和流感疫苗,研究人员不仅关注了表面蛋白,还针对了其他病毒部分,例如表面蛋白的茎,这些部分仍然可以被我们的免疫系统检测到,但变异的可能性较小,不太可能发生新的变异。
换句话说,病毒自己不携带复制所需的机器。相反,它们利用其表面蛋白与我们身体的细胞结合,然后欺骗它们复制病毒颗粒。例如,冠状病毒以其独特的刺突表面蛋白而闻名,这也是 COVID-19 疫苗的重点。同样,鼻病毒也有其独特的表面蛋白,形状像三叶草,这在病毒劫持细胞和复制的能力中起着至关重要的作用。不幸的是,表面蛋白往往会迅速变异,使病毒能够改变形态并逃避我们免疫系统的检测。这就是为什么流感疫苗和现在的 COVID-19 疫苗每年都必须至少更新一次的主要原因。
幸运的是,对于 RSV,科学家们已经确定了这些共同点。RSV 被认为是普通感冒病毒中最危险的病毒之一,尤其是对于易患呼吸道感染的婴儿和儿童。在 20 世纪 60 年代的一次失败的人体试验导致两名婴儿死亡后,又过了半个世纪,科学家们才发现了一个不变的共同特征——RSV 的表面融合蛋白,即 F 蛋白,它能结合到细胞上。现在,四种不同的疫苗已经进入第三期人体试验的最后阶段。“而且它们正在起作用,”Martinello 指出,“它们效果惊人。现在是 RSV 非常令人兴奋的时期。”
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但是,要让普通感冒疫苗对年感染人数产生影响,也必须开发出针对鼻病毒的保护措施。虽然在 RSV 方面已经取得了进展,但对普遍鼻病毒疫苗的探索受到的关注较少。这种情况可能正在改变。
自 20 世纪 60 年代以来,已经进行了几次鼻病毒疫苗候选药物的人体临床试验,尽管没有一种是普遍性的。尽管如此,一些结果还是很有希望的——一项试验将症状性感冒的发生率从 47% 降低到 3.5%。然而,这些疫苗仅对 150 多个菌株中的少数几种有效。在 2010 年代,研究人员开发了能够引发兔子对 48 种不同菌株的免疫反应的合成肽免疫原;肽是蛋白质的组成部分,它们赋予细胞形状,而肽免疫原会吸引抗体,促进其产生。在2019 年的一项研究中,研究人员在小鼠中发现了一种方法,可以剥夺鼻病毒(和其他病毒)复制所需的特定酶。
2016 年,一种包含 50 种菌株的鼻病毒疫苗(一次注射 50 种菌株)在恒河猴身上成功进行了试验,而在小鼠身上则进行了包含 25 种菌株的试验。但即使这样的疫苗进入人体试验,仍然有超过 100 种未被涵盖的鼻病毒菌株。
“如果你能把[所有不同的菌株]分成几组呢?”Bochkov 说。“那么我认为找到一个在组内保留下来的东西的机会会更大。”这就像将分数分成相似的组并找到每组的最小公分母——或者说,在这种情况下,将具有共同特征的菌株组分开,并为每组开发单独的疫苗,然后将所有疫苗组合成一个超级打包的疫苗。这正是 Bochkov 团队等研究团队在鼻病毒 C 型方面的研究方向。一旦为单个组开发了独立的疫苗,它们就可以捆绑成一次注射,这被称为多价疫苗。这种针对一种注射中的多种菌株的方法已经被证明是控制病毒性疾病的有效方法。例如,年度流感疫苗是一种多价疫苗,旨在针对三种或四种最有可能在某一年流行的流感菌株。同样,新的二价 COVID 加强针可以对原始 SARS-CoV-2 菌株和最近的 Omicron 菌株产生免疫反应。
基因组测序的更好工具也在不断涌现,包括可用于分析表面蛋白和预测潜在变异的人工智能软件,例如谷歌的 AlphaFold。这项技术结合 mRNA 平台技术,可以加速疫苗的开发,这让 Martinello 和 Bochkov 对未来几年将开发出更多呼吸道病毒疫苗感到乐观。“也许我们会看到流感、COVID、RSV 疫苗全部结合在一起,”Bochkov 说,“接种疫苗将是应对普通感冒的途径。”
即使在普遍流感疫苗和普遍冠状病毒疫苗方面取得了进展,普遍普通感冒疫苗的探索受到的关注仍然较少。这部分是因为公共卫生工作需要优先考虑并分配疫苗开发资源给最致命和最具传染性的病原体。尽管普通感冒病毒的传染性很强——它们通过空气中的飞沫或留在物体表面的飞沫传播——但COVID-19 的致命性至少是流感的 10 倍,而流感比普通感冒更致命。尽管如此,普通感冒仍可能导致免疫功能低下者或患有肺部疾病(如哮喘和慢性阻塞性肺病)的人出现严重并发症。
尽管对普遍普通感冒疫苗的搜寻始于几十年前,但尽管最近在 RSV 疫苗试验方面取得了进展,短期内不太可能实现。所以,请备好纸巾并勤洗手。戴口罩作为一种预防策略并不只针对 COVID——它们也对包括普通感冒在内的其他呼吸道疾病的传播有效。“我们必须清楚风险是什么,并周密考虑如何保护自己免受疾病侵害,”Martinello 指出。“如果你生病了,请待在家里,让你的孩子待在家里,因为你知道当你外出活动时,东西会进一步传播。”
当普通感冒疫苗最终问世时,即使最初是针对特定病毒的,也不要犹豫接种。