基因合成加速疫苗研究

疫苗研发中的应用

基因合成还可以用于疫苗研究，从疫苗设计中免疫学和微生物学的基础研究，到先进的DNA疫苗药物开发工作，均有基因合成的身影。当出现新的流行性传染病时，例如埃博拉病毒，季节性甲型流感，2019新冠肺炎等，都需要新的疫苗来控制。另一方面，癌症疫苗既可以在预防方面来防御致癌病毒的感染，又可以在治疗方面刺激免疫系统对肿瘤进行攻击。

基因合成可以利用密码子优化来进行不同类型的疫苗研发，这为疫苗设计研究提供了独特的优势。对编码抗原蛋白的基因进行密码子优化，可以在不引入整个微生物病原体的情况下，允许高水平的抗原表达对免疫系统进行刺激。对佐剂同时进行密码子优化，可以协同地提高DNA疫苗诱导的免疫性。另外，例如甲型流感，我们可以对病毒中关键基因的密码子去优化，来预防病毒感染。密码子优化可以更轻松地表达和纯化识别关键病毒蛋白的抗体，这些抗体可用作治疗性抗体或用于基础研究应用。例如，结合抗原蛋白的抗体可以帮助确定其晶体结构或进行其他生物物理或生化测定。更好地了解抗原可以帮助合理设计抗原，从而为诸如呼吸道合胞病毒（RSV）等传染病开发更好的疫苗。

在DNA疫苗的开发过程中，基因合成可用于整个基因盒的构建，包括提高表达的特定抗原蛋白，密码子优化后的合成佐剂，针对安全性进行优化的专用载体。此外，为了理解感染发生的机制以及免疫系统对特定病原体的反应方式，基因合成还广泛用于基础病毒学和微生物学研究。

引用文献

• Shedlock et al. Co-Administration of Molecular Adjuvants Expressing NF-Kappa B Subunit p65/RelA or Type-1 Transactivator T-bet Enhance Antigen Specific DNA Vaccine-Induced Immunity. Vaccines. 2014 Feb; 196-215
• Nogales et al., Influenza A Virus Attenuation by Codon Deoptimization of the NS Gene for Vaccine Development J. Virol. 2014 Sep 15;88(18):10525-40.
• McLellan et al. Structure of RSV fusion glycoprotein trimer bound to a prefusion-specific neutralizing antibody. Science 340, 1113–1117 (2013).

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