基于病毒样囊泡的COVID-19疫苗通过系统性与黏膜免疫双重激活提供全面保护

本文推荐一项针对COVID-19疫苗研发的重要研究。为解决现有疫苗黏膜免疫诱导不足及应对病毒变异的需求，研究团队利用病毒样囊泡（VLV）平台构建表达全长刺突蛋白（S-FL）的疫苗候选株VLV-S-FL。研究表明，该疫苗在小鼠模型中可激发与BNT162b2相当的体液免疫和T细胞应答，且鼻内加强接种显著增强呼吸道黏膜IgA分泌及免疫细胞浸润。该研究为开发兼具系统性与黏膜免疫效应的新一代疫苗提供了重要策略。

　　

新型冠状病毒肺炎（COVID-19）的全球大流行已造成超过4.84亿例感染和近700万例死亡，对公共卫生体系形成持续挑战。尽管多种疫苗已获批使用，但病毒变异导致的免疫逃逸和免疫力衰减问题日益凸显。现有疫苗主要采用肌肉注射方式，虽能诱导系统性免疫应答，但对呼吸道黏膜局部的保护作用有限。由于SARS-CoV-2主要通过呼吸道黏膜入侵人体，开发能够激活黏膜免疫的疫苗成为阻断病毒传播的关键。

在此背景下，耶鲁大学研究团队在《npj Vaccines》发表了一项创新性研究，他们利用病毒样囊泡（Virus-like Vesicle, VLV）平台开发了一种新型COVID-19疫苗。VLV是一种嵌合型病毒载体，融合了塞姆利基森林病毒（Semliki Forest Virus）的RNA复制酶和水疱性口炎病毒（Vesicular Stomatitis Virus）的糖蛋白，兼具高效复制能力和强大的免疫激活特性。该研究通过对比表达全长刺突蛋白（VLV-S-FL）和受体结合域（VLV-S-RBD）两种候选疫苗的免疫效果，发现VLV-S-FL能诱导更强的中和抗体和T细胞应答，且通过鼻内加强接种可显著增强呼吸道黏膜免疫力。

研究采用的关键技术包括：利用BHK-21细胞系进行VLV载体包装与病毒滴度测定（TCID₅₀法）；通过Western blot和免疫荧光验证抗原表达；使用K18-hACE2转基因小鼠模型进行体内保护性实验；采用假病毒中和实验评估血清对奥密克戎变异株的中和能力；通过流式细胞术分析免疫细胞亚群；利用ELISPOT检测IFN-γ分泌细胞；对肺组织进行组织病理学和细胞因子mRNA表达分析。

Design and construction of VLV-S-FL and VLV-S-RBD

研究人员构建了两种VLV载体：VLV-S-FL表达全长刺突蛋白，VLV-S-RBD仅表达受体结合域。通过Western blot验证发现，VLV-S-FL在感染细胞中呈现更高的蛋白表达水平。免疫荧光检测证实两种载体均能有效表达VSV-G糖蛋白，表明病毒颗粒的正确组装。

Antibody responses elicited by VLV-S-FL and VLV-S-RBD in C57BL/6J mice

单剂量免疫实验显示，VLV-S-FL诱导的抗体水平显著高于VLV-S-RBD。通过肌肉注射和腹腔注射两种途径接种VLV-S-FL，均能产生高滴度抗刺突蛋白IgG抗体，且抗体稀释曲线相似，表明不同接种途径均有效。

Comparing the immunogenicity and stability of VLV-S-FL

与mRNA疫苗BNT162b2对比发现，单剂VLV-S-FL（10⁸ PFU）诱导的抗体水平相当于100 ng-1 μg剂量BNT162b2两次免疫的效果。假病毒中和实验证实VLV-S-FL免疫血清能有效中和SARS-CoV-2假病毒。稳定性试验表明VLV-S-FL在4°C、-20°C和-80°C下保存两周仍保持稳定，但室温保存7天后病毒滴度显著下降。

Optimization of VLV-S-FL immunization strategies

加强免疫策略比较显示，肌肉注射初免-肌肉注射加强（i.m./i.m.）和肌肉注射初免-鼻内加强（i.m./i.n.）均能提升抗体滴度，其中i.m./i.n.方案还能显著增强黏膜免疫应答。

Effects of VLV-S-FL on the type I IFN induction and CD8⁺ T cell response stimulation

体外实验表明VLV-S-FL可激活脾细胞中Tlr7、Irf3、Irf7等I型干扰素通路相关基因的表达。体内实验发现免疫后第3天和第7天，小鼠外周血中CD8⁺ T细胞比例显著增加。

Protective immunity induced by VLV-S-FL immunization in K18-hACE2 mice

在K18-hACE2小鼠攻毒实验中，VLV-S-FL免疫组体重下降程度显著低于对照组，存活率达100%。肺组织病理学显示疫苗免疫组肺泡结构完整，炎症细胞浸润减少。细胞因子检测发现Ccl5和Tnfa表达显著降低。此外，免疫血清对奥密克戎变异株假病毒仍具有中和能力。

Enhanced mucosal immunity induced by intranasal immunization in mice

鼻内接种VLV-S-FL可诱导支气管肺泡灌洗液（BALF）中IgA抗体分泌增加，CD45⁺免疫细胞聚集，以及CD4⁺ T细胞、CD8⁺ T细胞和B细胞（CD19⁺）比例升高。ELISPOT实验证实鼻内免疫可激活刺突蛋白特异性的IFN-γ分泌细胞。

Systemic and mucosal immune responses induced by VLV-S-FL

比较不同免疫策略发现，i.m./i.n.方案在诱导血清IgG应答的同时，还能显著增强呼吸道黏膜IgA水平和免疫细胞招募，实现系统性与黏膜免疫的双重激活。

该研究证实VLV-S-FL疫苗能通过单次免疫诱导与mRNA疫苗相当的体液免疫应答，且具有更好的稳定性。更重要的是，采用肌肉注射初免-鼻内加强的策略可协同激活系统性和黏膜免疫，在呼吸道局部形成包括IgA分泌、T细胞招募和B细胞活化在内的多重防御机制。这种免疫策略不仅能够预防疾病发展，还可能阻断病毒传播，对控制疫情传播具有重要意义。

VLV平台的优势在于其不存在广泛预存免疫力的问题，且自扩增RNA特性可实现持续抗原表达。该研究为开发应对变异株的广谱疫苗提供了新思路，鼻内接种的便捷性也提升了疫苗的可及性。未来研究需进一步评估免疫应答的持久性、对不同变异株的保护广度，以及大规模生产的可行性。这项研究标志着COVID-19疫苗开发从单纯预防疾病向全面阻断感染传播迈出了重要一步。