Sechs Möglichkeiten, Viren zu „töten“: Welche ist die beste für das neue Coronavirus?

In diesem Artikel werden verschiedene Möglichkeiten zur Vireninaktivierung und deren Inaktivierungsprinzipien zusammengefasst, sodass jeder darauf basierend eine geeignete Desinfektionsmethode finden kann. Gleichzeitig werden wir auch sehen, dass möglicherweise mehr Spielraum für die Entwicklung des inaktivierten COVID-19-Impfstoffs besteht.

Geschrieben von Peng Cheng (Doktorand im Labor von Li Sai an der Tsinghua-Universität), Li Sai (Forscher am Advanced Innovation Center for Structural Biology der Tsinghua-Universität)

Die Geschichte der Menschheitsentwicklung ist auch eine Geschichte des Kampfes gegen Viren. Rückblickend auf die Geschichte haben Viren unzählige heftige Angriffe auf den Menschen gestartet. Schätzungen zufolge trat das Pockenvirus vor mehr als 10.000 Jahren auf und grassierte bis 1980 auf der ganzen Welt. Die Pocken haben eine hohe Sterblichkeitsrate und forderten allein im 20. Jahrhundert weltweit schätzungsweise 300 Millionen Todesopfer[1]. Influenzaviren haben in den vergangenen 100 Jahren weltweit viele verheerende Schäden angerichtet. Allein die Spanische Grippe von 1918 forderte zig Millionen Todesopfer[2]. Darüber hinaus haben das Humane Immundefizienz-Virus (allgemein bekannt als „HIV“), das Ebola-Virus und das Hepatitis-Virus noch immer ein Auge auf den Menschen geworfen, und das aktuelle neue Coronavirus weist aufgrund der kontinuierlichen Entstehung seiner mutierten Stämme weiterhin starke Übertragungseigenschaften auf. Bislang ist die Zahl der Todesopfer durch diesen neuen Coronavirus-Ausbruch auf Platz 3 aller durch Virusseuchen in der Menschheitsgeschichte verursachten Todesfälle gestiegen (aus Wikipedia). Angesichts dieses unsichtbaren Feindes scheinen die Menschen eher passiv zu sein. Können wir nicht die Initiative ergreifen, um das Virus zu „töten“?

Tatsächlich hatten die Menschen schon, bevor sie etwas über Viren wussten, einige Methoden entwickelt, Viren zu „töten“, indem sie sich vortasteten. Auch in der alten chinesischen Medizin gibt es hierzu Aufzeichnungen und manche Methoden besitzen auch heute noch wissenschaftliche Leitbedeutung. Li Shizhen schrieb beispielsweise in seinem „Compendium of Materia Medica“: „Wenn es zu einer Epidemie kommt, nehmen Sie die Kleidung des Patienten heraus und dämpfen Sie sie in einem Dampfgarer, dann wird nicht die ganze Familie infiziert.“ Dies ist ein Beispiel für die Verwendung hoher Temperaturen zum „Abtöten“ von Viren. Mit den Fortschritten in Biologie, Physik, moderner Medizin und Chemie hat sich das Verständnis der Menschen von Viren gewandelt – von „bösen Geistern“ und „Strafen Gottes“ hin zu „winzigen biologischen Partikeln, die auf Parasitismus spezialisiert sind“, was auch eine biologische Grundlage für die Entwicklung von Mitteln zum „Töten“ von Viren bietet.

Heutzutage stehen den Menschen zahlreiche Möglichkeiten zur Verfügung, Viren zu „töten“. Einige können die Virusstruktur zerstören und das Virus schnell „töten“, wie etwa Alkohol (Zerstörung der Kapsel) und hohe Temperaturen (Denaturierung der Proteine). Dies sind auch gängige Desinfektionsmethoden. Einige Methoden können die Immunogenität oder strukturelle Integrität des Virus erhalten, indem sie das Virus „abtöten“, wie etwa Formaldehyd (fixierendes Protein) und β-Propiolacton (zerstörende Nukleinsäure). Nachdem das Virus von ihnen „abgetötet“ wurde, wird es häufig zur Herstellung von Impfstoffen oder für die strukturbiologische Erforschung des Virus verwendet.

Wie können wir das Virus „töten“?

Tatsächlich ist der Ausdruck „das Virus töten“ nicht zutreffend. Viren können als Organismen beschrieben werden, die von der Natur im „minimalistischen“ Stil gestaltet wurden. Ihre Struktur ist so einfach, dass sie nur aus Nukleinsäuren bestehen, die in Protein-/Lipidmembranen eingehüllt sind. Außerhalb des Körpers kann es sich nicht selbst replizieren, hat keinen Energieverbrauch und führt weder eine Synthese noch einen Abbau von Stoffen durch. Es scheint sich in einem „toten“ Zustand zu befinden. Sobald es jedoch in eine Zelle eindringt, kann es die gesamte Zelle in eine eigene Produktionsfabrik verwandeln und weitere Viruspartikel reproduzieren. Daher gibt es keine eindeutige Antwort auf die Frage, ob Viren lebendig sind. Das im vorherigen Artikel erwähnte „Töten“ bedeutet eigentlich, dass das Virus seine Fähigkeit zur Reproduktion verliert, d. h., dass verhindert wird, dass das Virus „wieder zum Leben erwacht“, selbst wenn es auf einen Wirt trifft. In vitro ist dieser Prozess in der Virologie als „Inaktivierung“ bekannt.

Wenn Sie die Vermehrung des Virus blockieren möchten, müssen Sie zunächst den Lebenszyklus des Virus verstehen. Viruspartikel verwenden die Proteine ​​auf ihrer Oberfläche als „Schlüssel“, um den Wirt zu identifizieren und in die Zelle einzudringen. Dabei nutzen sie die Rohstoffe und Energie der Zelle, um ihr eigenes Genom zu replizieren und ihre eigenen Proteine ​​zu synthetisieren. Diese neu synthetisierten Genome und Strukturproteine ​​werden zu Nachkommenviruspartikeln zusammengesetzt und außerhalb der Zelle freigesetzt. Hinsichtlich der Lebensaktivitäten des Virus gibt es grundsätzlich drei Möglichkeiten, es zu inaktivieren. Eine besteht darin, die Gesamtstruktur des Virus oder die Proteinstruktur des Virus zu zerstören, sodass es die Fähigkeit verliert, in Zellen einzudringen. Die andere besteht darin, das Protein des Virus zu „blockieren“, sodass es nicht mehr funktionieren kann. Die letzte Möglichkeit besteht darin, das Genom des Virus zu zerstören, sodass es sich nicht in der Zelle replizieren kann.

Der Lebenszyklus des neuen Coronavirus und des Influenzavirus[3].

Der Lebenszyklus sowohl des neuen Coronavirus (links) als auch des Influenzavirus (rechts) durchläuft die folgenden Schritte:

①Geben Sie die Zelle ein. Die Oberflächenproteine ​​der Viruspartikel erkennen die Rezeptoren, es kommt zur Membranfusion und das genetische Material wird freigesetzt;

②Genomreplikation. Das neue Coronavirus veranlasst Zellen zur Produktion von Doppelmembranvesikeln (DMVs)[4] als Ort für seine Genomreplikation, während Grippeviren ihr Genom im Zellkern replizieren;

③Virale Proteintranslation;

④ Zusammenbau und Knospung der Viruspartikel. Die Zusammensetzung des neuen Coronavirus erfolgt am endoplasmatischen Retikulum-Golgi-Intermediat (ERGIC), während sich das Influenzavirus auf der Zellmembran zusammensetzt.

⑤ Freisetzung von Nachkommenviren.

Basierend auf den oben genannten Ideen wurden verschiedene Methoden zur Virusinaktivierung entwickelt. Je nach Inaktivierungsmethode kann zwischen chemischer und physikalischer Inaktivierung unterschieden werden. Verschiedene Inaktivierungsmethoden haben unterschiedliche Auswirkungen auf das Virus. Einige Methoden können das Virus schnell inaktivieren, während andere die Proteinstruktur oder Immunogenität des Virus erhalten und gleichzeitig das Virus inaktivieren. Darüber hinaus betreiben Wissenschaftler weiterführende wissenschaftliche Forschungen auf der Grundlage verschiedener Inaktivierungsmethoden, beispielsweise die Entwicklung schneller Desinfektionsmethoden, die Strukturanalyse des Virus und die Entwicklung inaktivierter Impfstoffe. In diesem Artikel werden einige wichtige Methoden und Prinzipien zur Virusinaktivierung kurz vorgestellt.

Chemische Inaktivierung

Formaldehyd

Formaldehyd dürfte jedem ein Begriff sein. Seine wässrige Lösung ist das bekannte Formalin, das als Konservierungsmittel und Fixiermittel dient. Formaldehyd enthält ein zentrales Kohlenstoffatom mit einem fehlenden Elektron und ist elektrophil, sodass es nukleophile Additionsreaktionen mit Nukleophilen eingehen kann. Es kann die Aminogruppe am Stickstoffende des Proteins und die stickstoffhaltigen Aminosäuren in der Seitenkette (wie Lysin, Arginin, Tyrosin usw.) monohydroxylieren und weiter dehydratisieren, um Imin-Zwischenprodukte zu bilden, die erneut mit den Resten von Arginin und Tyrosin reagieren können, um Methylenbrücken zu bilden und eine Vernetzung zu bewirken. Darüber hinaus kann Formaldehyd auch Adenin monohydroxylieren und so das Ablesen von Genen verhindern[5]. Daher kann Formaldehyd nicht nur einen doppelten Schlag gegen die Proteine ​​und das Genom des Virus versetzen, sondern durch Quervernetzung auch die Struktur der Virusproteine ​​fixieren. Da Formaldehyd Proteinstrukturen „sperren“ kann, ist die Inaktivierung durch Formaldehyd nicht nur ein wichtiger Kandidat für die Entwicklung inaktivierter Impfstoffe, sondern auch eine gängige Methode zur Virusinaktivierung, die von Strukturbiologen bei der Analyse viraler Strukturen verwendet wird[6].

Prinzip der Reaktion von Formaldehyd mit Adenin und Lysin[5]

β-Propiolacton

β-Propiolacton ist ein Alkylierungsmittel, das in erster Linie auf Guanin abzielt und außerdem als Inaktivierungsmittel gilt, das dazu neigt, Nukleinsäuren zu schädigen. Elektrophiles β-Propiolacton kann eine nukleophile Substitutionsreaktion mit Guanin eingehen, was zur Ringöffnung von β-Propiolacton und Alkylierung von Guanin führt, was zur Inaktivierung des viralen Genoms führt[5]. Derzeit ist β-Propiolacton das am häufigsten verwendete Inaktivierungsmittel bei der Entwicklung inaktivierter Impfstoffe. Studien haben jedoch gezeigt, dass β-Propiolacton auch einige Aminosäuren modifizieren kann, was zu Acylierungs- und Vernetzungsreaktionen führt[7].

Prinzip der Reaktion zwischen β-Propiolacton und Guanin[5]

Ethanol

Ethanol ist Alkohol. Ethanol inaktiviert Viren sehr schnell, insbesondere behüllte Viren. Behüllte Viren sind ein Virustyp, der von einer Lipiddoppelschicht umgeben ist. Da Ethanol sowohl lipid- als auch wasserliebend ist, kann es die Affinität der Membran zu Wasser erhöhen und gleichzeitig die Wechselwirkung zwischen unpolaren Aminosäureresten verringern, wodurch die Gesamtstruktur des Virus zerstört und virale Proteine ​​denaturiert werden[8].

Im Jahr 2021 haben Das et al. beschrieb die zerstörerische Wirkung von Ethanol auf behüllte Viren durch molekulardynamische Simulation. Nachdem das Virus in eine 75%ige Ethanollösung getaucht wurde, zerfiel seine Hülle und gab seinen Inhalt frei[9]. Auch das neue Coronavirus ist ein behülltes Virus. Im Jahr 2020 fand Annika Kratzel durch Experimente heraus, dass die Infektiosität des neuen Coronavirus auf das Hintergrundniveau reduziert werden kann, wenn man es 30 Sekunden lang in eine Lösung mit einem Alkoholgehalt von über 30 % eintaucht[10]. Neben Ethanol können auch viele andere Alkoholverbindungen eine schnellere Inaktivierungsrate aufweisen, beispielsweise n-Propanol und Isopropanol[10]. Da diese Verbindungen schnell inaktiviert werden und eine geringe Toxizität aufweisen, werden sie häufig als Hauptbestandteile von Handdesinfektionsmitteln und Mitteln zur Desinfektion von Oberflächen von Gegenständen verwendet.

Schematische Darstellung des Mechanismus, durch den Alkoholverbindungen das neue Coronavirus zerstören[8]

Physikalische Inaktivierung

Temperatur

Hohe Temperaturen sind ebenfalls eine gängige und häufig verwendete Inaktivierungsmethode. Unter dem Einfluss hoher Temperaturen werden die chemischen Bindungen, die die Sekundär- und Tertiärstruktur viraler Proteine ​​aufrechterhalten, zerstört, was zu einer Denaturierung der Proteine ​​führt und dazu, dass das Virus die Fähigkeit verliert, Zellen zu infizieren und sich zu replizieren. Didac Martí et al. von der Polytechnischen Universität von Katalonien fanden mithilfe von Molekulardynamiksimulationen heraus, dass hohe Temperaturen strukturelle Veränderungen und Neuanordnungen von Wasserstoffbrücken in Proteinen auf der Oberfläche des neuen Coronavirus verursachen können, insbesondere in den Rezeptorbindungsregionen der Oberflächenproteine ​​[11]. Darüber hinaus können hohe Temperaturen auch das Rückgrat von Nukleinsäuren zerstören.

Es ist erwähnenswert, dass man derzeit davon ausgeht, dass eine „niedrige“ hohe Temperatur (unter 41 °C) zum Zerfall des viralen Genoms führen kann, ohne die Proteinstruktur und -funktion zu beeinträchtigen[5]. Im Jahr 2020 unterzog Christophe Batéjat vom Pasteur-Institut Nasen-Rachen-Abstrichproben des neuen Coronavirus Hochtemperaturbehandlungen von 56 °C, 65 °C und 95 °C und stellte fest, dass das neue Coronavirus nach 20 Minuten, 10 Minuten bzw. 3 Minuten inaktiviert wurde[12]. Aufgrund ihrer stabilen und breit gefächerten Wirkung ist die Inaktivierung bei hohen Temperaturen heute ein notwendiger Schritt bei der biologisch sicheren Abfallbehandlung.

Ultraviolettes Licht

Ultraviolettes Licht ist unsichtbares Licht mit einer höheren Frequenz als blauviolettes Licht. Gemäß den Standards der Internationalen Organisation für Normung (ISO) kann ultraviolettes Licht je nach Wellenlänge weiter in das UVA-Band (320–400 nm), das UVB-Band (280–320 nm) und das UVC-Band (200–280 nm) unterteilt werden. Unter ihnen ist UVC am zerstörerischsten für Viren, gefolgt von UVB und UVA[13]. UVC ist also auch das wichtigste Band, das zur Inaktivierung von Viren verwendet wird.

Ultraviolettes Licht zerstört virale Nukleinsäuren hauptsächlich dadurch, dass es die Bildung von Pyrimidin-Dimeren innerhalb der Nukleinsäure induziert. Wenn ultraviolettes Licht von der Nukleinsäure des Virus absorbiert wird, kommt es zu einer photochemischen Fusion zweier benachbarter oder gegenüberliegender Pyrimidine im viralen Genom und es entsteht ein kovalent verknüpftes Pyrimidindimer. Aufgrund kovalenter Wechselwirkungen üben Pyrimidindimere Spannung auf das Genomrückgrat aus, was zu dessen Bruch führt[5]. Bei einigen Viren kann UV-Licht das Virus vollständig inaktivieren, während seine Fusionsaktivität erhalten bleibt[14]. Beim neuen Coronavirus kann eine 9-minütige UVC-Bestrahlung (kumulative Dosis 1048 mJ/cm2) das neue Coronavirus mit einem hohen Infektionstiter (5 * 106 TCID50/mL) vollständig inaktivieren[13]. Obwohl UVC eine gute Inaktivierungswirkung hat, ist seine Durchdringungsfähigkeit gering. Gewöhnliches transparentes Glas, Kleidung, Kunststoffe usw. können den größten Teil der UVC-Strahlung blockieren. Daher wird UVC häufig zur Desinfektion der Oberflächen von Instrumenten und Gegenständen sowie von Innenräumen in Krankenhäusern und Biosicherheitslabors verwendet.

Schematische Darstellung der Bildung von Pyrimidin-Dimeren durch benachbarte Uracile unter Bestrahlung mit ultraviolettem Licht[5]

Ionisierende Strahlung

Ionisierende Strahlung ist Energie, die eine Ionisierung der Atome oder Moleküle einer Materie bewirken kann. Die drei wichtigsten ionisierenden Strahlungstechniken sind Gammastrahlung, Elektronenstrahl und Röntgenstrahlung. Gammastrahlen sind Strahlen, die beim Zerfall und Aufbrechen von Atomen ausgesendet werden. Ein Elektronenstrahl (eBeam) ist ein hochenergetischer Elektronenstrahl, der von einem Elektronenstrahlbeschleuniger erzeugt wird. Röntgenstrahlen sind Strahlen, die durch den Übergang oder die Anregung von Elektronen außerhalb des Atomkerns entstehen[15]. Obwohl die Quellen unterschiedlich sind, sind die Mechanismen der Virusinaktivierung grundsätzlich ähnlich.

Die zerstörerische Wirkung ionisierender Strahlung auf Viren kann in direkte und indirekte Wirkungen unterteilt werden. Ionisierende Strahlung kann die chemischen Bindungen von Molekülen im Virus direkt aufbrechen und auch Wassermoleküle ionisieren. Durch die Radiolyse von Wassermolekülen entstehen verschiedene hochreaktive freie Radikale. Obwohl diese freien Radikale nur für eine sehr kurze Zeit existieren, können sie mit umgebenden Proteinen und Nukleinsäuren reagieren, wodurch große Schäden entstehen und indirekt auch das Virus geschädigt wird[15]. Einige Menschen glauben jedoch, dass ionisierende Strahlung hauptsächlich das virale Genom und nicht die Proteine ​​angreift[16]. Die inaktivierende Wirkung ionisierender Strahlung hängt von der Strahlendosis ab und variiert stark zwischen verschiedenen Viren[16]. Mit der Aktualisierung und Weiterentwicklung der Emissionsquellentechnologie wird die Inaktivierungstechnologie ionisierender Strahlung auch in der Impfstoffforschung und -entwicklung sowie bei der Desinfektion von Kühlkettenverpackungen in Importländern und anderen Bereichen eingesetzt.

Ist ein inaktiviertes Virus ein inaktivierter Impfstoff?

Wenn wir über Virusinaktivierung sprechen, kommen wir natürlich nicht um das Thema inaktivierte Impfstoffe herum. Die Aufgabe von Impfstoffen besteht darin, unserem Körper den Erwerb einer antigenspezifischen adaptiven Immunität zu ermöglichen. Mithilfe von Adjuvantien ermöglicht uns die spezifische Immunogenität des Impfstoffs, ein spezifisches Immungedächtnis aufzubauen. Wenn derselbe Erreger das nächste Mal eindringt, kann der Körper schnell das entsprechende Immunsystem aktivieren und den Erreger rasch eliminieren[17]. Bei der Etablierung eines durch Impfstoffe vermittelten Immungedächtnisses spielt die Immunogenität des Impfstoffs eine Schlüsselrolle, und inaktivierte Impfstoffe bilden hier keine Ausnahme.

Obwohl inaktivierte Viren ein gewisses Maß an Sicherheit bieten, verfügen nicht alle inaktivierten Viren noch über die richtige Immunogenität. Aus molekularer Sicht bedeutet die Beibehaltung der Immunogenität die Beibehaltung der Integrität und Vollständigkeit der viralen Oberflächenproteine. Wie aus dem Obigen ersichtlich, wirkt sich der Prozess der Virusinaktivierung zwangsläufig auf die Proteinstruktur aus. Daher muss bei der Entwicklung inaktivierter Impfstoffe ein Gleichgewicht gefunden werden, das heißt, die Immunogenität des Virus so weit wie möglich zu erhöhen und gleichzeitig eine stabile und vollständige Inaktivierung des Virus sicherzustellen. Seit Beginn des letzten Jahrhunderts versuchen Wissenschaftler kontinuierlich, mithilfe unterschiedlicher Methoden immunogene inaktivierte Impfstoffe herzustellen. Viele dieser Impfstoffe sind bereits erhältlich und weit verbreitet, darunter der Impfstoff gegen das Poliovirus, der Impfstoff gegen das Hepatitis-A-Virus und der Tollwutimpfstoff.

Derzeit werden zur Inaktivierung inaktivierter Impfstoffe noch überwiegend chemische Reagenzien verwendet. Der Herstellungsprozess läuft in etwa wie folgt ab: Virusamplifikation – Virusinaktivierung – Entgiftung mit chemischen Reagenzien – Virusreinigung – Zugabe von Adjuvantien – Abfüllung. Obwohl der Prozess relativ traditionell aussieht, müssen im Forschungs- und Entwicklungsprozess noch einige große Schwierigkeiten gelöst werden:

1. Vor der Herstellung des Impfstoffs ist es notwendig, einen stabilen Saatstamm mit guter Immunwirkung zu erhalten.

2. Um die Immunogenität des Impfstoffs sicherzustellen, müssen geeignete Inaktivierungsmittel, Dosierungen und Behandlungsmethoden ausgewählt werden.

3. Das inaktivierte Virus muss nach hohen Standards gereinigt werden.

4. Um eine schnelle Massenproduktion im ultragroßen Maßstab zu unterstützen, ist ein hohes Maß an industrieller Kompetenz erforderlich.

Diese Faktoren führen dazu, dass es von der Entwicklung bis zur Marktreife eines typischen Impfstoffs in der Regel etwa 10 Jahre dauert. Aufgrund des Fortschritts in der wissenschaftlichen Forschung und der technologischen Entwicklung sowie der Dringlichkeit der Zeit erhielt der in meinem Land unabhängig entwickelte und vermarktete inaktivierte Impfstoff jedoch innerhalb von weniger als anderthalb Jahren nach der Isolierung des ersten Stamms des neuen Coronavirus von der Weltgesundheitsorganisation eine Notfallzulassung.

Im Vergleich zu anderen Impfstoffen haben inaktivierte Impfstoffe die Vorteile kurzer Forschungs- und Entwicklungszyklen, einer relativ ausgereiften Technologie, einer höheren Sicherheit und einfacher Lagerung und Transport. Allerdings weisen auch inaktivierte Impfstoffe einige Schwächen auf. Um beispielsweise auf Epidemien aufgrund schneller Erregermutationen reagieren zu können, ist es häufig erforderlich, Impfstoffe gegen mutierte Stämme zu aktualisieren. Die Aktualisierungsgeschwindigkeit von Nukleinsäureimpfstoffen kann schneller sein als die von inaktivierten Impfstoffen. Darüber hinaus führen herkömmliche Inaktivierungsmethoden bei einigen Viren mit geringer antigener Stabilität zwangsläufig zu einer Beeinträchtigung der Immunogenität. Eine Studie ergab, dass 74 % der Proteinkonformation auf der Oberfläche des neuen Coronavirus nicht mehr die richtige Immunogenität aufwiesen, nachdem es 36 Stunden lang bei 4 °C in 0,05 % β-Propiolacton inkubiert wurde[18]. Dies zeigt indirekt auch, dass für die Entwicklung inaktivierter Impfstoffe noch großes Potenzial besteht.

Die Struktur des neuen Coronavirus, das durch Paraformaldehyd[6] und β-Propiolacton[18] inaktiviert wurde, und Elektronenmikroskopiebilder der durch den Adenovirus-Impfstoff induzierten Antigenexpression auf der Zelloberfläche[19].

Abbildungen A und B: Verglichen mit dem Virus nach der Paraformaldehydfixierung kann die Inaktivierung von β-Propiolacton eine enorme Konformationsänderung des Spike-Proteins verursachen, von einem umgekehrten Dreieck (blau im Kreisdiagramm) zu einer langen Säule (orange im Kreisdiagramm). Es kann jedoch nicht ausgeschlossen werden, dass diese drastische Veränderung während der Virusreinigung auftrat, da das Spike-Protein nach der Behandlung mit β-Propiolacton einen höheren Freiheitsgrad aufweist als nach der Behandlung mit Formaldehyd. Dies bedeutet jedoch nicht, dass das durch Formaldehyd inaktivierte Virus eine höhere Immunogenität aufweist. Studien haben gezeigt, dass die Formaldehydfixierung die Exposition der Rezeptorbindungsregion auf dem Spike-Protein verringern kann, was wiederum die Induktion von Immunreaktionen beeinflusst[20].

Abbildung C: Eine Art Nukleinsäureimpfstoff – der Adenovirusimpfstoff kann Wirtszellen direkt zur Expression von Antigenen anregen und die Immunreaktion des Körpers stimulieren. Die mit dieser Methode eingeführten Antigene werden durch die Außenwelt nicht beschädigt. Das Bild zeigt, dass nach der Impfung mit einem Adenovirus-Impfstoff eine große Anzahl von Antigenen auf der Oberfläche von Zellen exprimiert wird.

Ausblick

Inaktivierung ist unsere proaktive Waffe gegen Viren. Neben der direkten Desinfektion können wir auch inaktivierte Viren verwenden, um uns eine Immunmauer aufzubauen. Das Ziel der Verbesserung des Herstellungsprozesses inaktivierter Virusimpfstoffe besteht darin, eine Inaktivierungsmethode zu finden, die nur Nukleinsäuren zerstört, ohne die Antigenstruktur zu verändern, kostengünstig ist, einen hohen Durchsatz ermöglicht und nicht toxisch ist. Derzeit weisen auch verschiedene physikalische Inaktivierungsmethoden großes Potenzial in der Impfstoffentwicklung auf und bieten in einigen Aspekten sogar Vorteile. Erstens führt die physikalische Inaktivierung keine neue Toxizität ein und kann den Entgiftungsvorgang während der Herstellung überflüssig machen. Darüber hinaus verfügt die physikalische Inaktivierung über ein breites Spektrum und ist besser auf verschiedene Arten von Viren oder Viren anwendbar, die schnell mutieren können. Darüber hinaus verfügt die physikalische Inaktivierung über das Forschungs- und Entwicklungspotenzial, eine gute Immunogenität beizubehalten, niedrige Vorbereitungskosten zu erzielen und einen hohen Durchsatz zu erzielen. Es gibt bereits Beispiele für die Verwendung ionisierender Strahlung zur Entwicklung inaktivierter Impfstoffe, wie etwa durch Gammastrahlen inaktivierte Grippeviren[15] und Polioviren[21], die ein gewisses Entwicklungspotenzial gezeigt haben.

Angesichts der kontinuierlichen Entwicklung immunologischer Theorien und der zunehmenden Weiterentwicklung verschiedener Inaktivierungstechnologien bin ich davon überzeugt, dass die Menschen in naher Zukunft in der Lage sein werden, bei einer Epidemie sofort zu reagieren, rasch zu desinfizieren und Impfstoffe vorzubereiten, sich aktiv zu wehren und die Ausbreitung und Übertragung des Virus zu verhindern.

Verweise

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