使用小鼠和人类血清评估季节性流感裂解HA疫苗的免疫原性,以及疫苗株变化对此的影响

《Microbiology and Immunology》:Evaluation of Immunogenicity of Seasonal Influenza Split HA Vaccines Involved With Changes of Vaccine Strains Using Mouse and Human Sera

【字体: 时间:2025年10月25日 来源:Microbiology and Immunology 1.8

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  季节性流感疫苗通过裂解血凝素(HA)诱导小鼠血清中中和抗体反应,评估其对流行病毒的活性。研究发现,ddY小鼠腹腔注射疫苗后产生的中和抗体滴度显著高于BALB/c小鼠皮下注射,且与人类免疫后抗体滴度高度相关。尽管部分病毒株(如H3N2的3C.2a1b.2a.2a.1亚型和B/North Carolina/01/2021)存在抗原漂移或变异,导致中和抗体活性降低,但整体评估显示小鼠模型能有效预测人类疫苗免疫原性。该方法弥补了传统单 radial免疫扩散(SRID)法无法检测抗体实际中和能力的不足,为疫苗研发和效力评估提供了新工具。

  本研究探讨了使用小鼠血清评估流感疫苗有效性是否能够预测其在人类中的免疫反应。流感作为每年冬季流行的呼吸道疾病,对全球公共卫生构成了重大威胁。据估计,每年有3至5百万人因流感而患病,其中29万至65万人因此死亡。疫苗接种是控制流感严重程度的重要手段之一。然而,由于流感病毒经常发生抗原漂移,导致现有抗体对新型病毒的中和能力下降,因此疫苗病毒需根据世界卫生组织(WHO)的建议每年进行更新,以确保疫苗能够提供足够的免疫保护。对于2023/2024流感季节,WHO根据病毒流行情况推荐了特定的疫苗病毒株,包括A/Victoria/4897/2022(IVR-238)(H1N1)pdm09、A/Darwin/9/2021(SAN-010)(H3N2)以及B/Phuket/3073/2013和B/Austria/1359417/2021(BVR-26)(B/Victoria系)。

目前,流感疫苗的生产主要依赖于鸡胚培养技术,疫苗病毒株的选取依据当年的流行情况。为了评估疫苗对当前流行病毒的有效性,传统上使用中和试验(neutralization test)检测疫苗血清的中和能力。然而,自2000年起,日本开始采用单向免疫扩散(SRID)方法作为疫苗批次放行的检测手段,该方法通过测定疫苗中血凝素(HA)的活性含量来评估疫苗的效力。SRID方法相较于中和试验具有更低的变异性和更高的检测一致性,同时对动物福利也更为友好。然而,SRID方法无法全面评估疫苗的免疫原性,即疫苗是否能够诱导人体产生足够中和能力的抗体。因此,研究者们开始探索其他方法,如使用小鼠血清进行中和能力检测,以弥补SRID方法的不足。

小鼠作为实验动物,在评估疫苗免疫原性方面具有重要价值。与人类血清不同,小鼠未受过先前疫苗接种或病毒感染,因此其血清更能反映疫苗本身的免疫诱导能力。本研究中,使用了两种常见的小鼠品系——ddY小鼠和BALB/c小鼠,分别通过腹腔注射和皮下注射的方式接种2023/2024流感季节的裂解血凝素(split HA)疫苗,并检测其血清中针对流行病毒的中和抗体滴度。此外,还对接种相同疫苗的人类志愿者的血清中针对这些流行病毒的中和抗体滴度进行了测定,以比较小鼠和人类血清之间的中和能力相关性。

研究结果显示,两种疫苗均能够诱导小鼠产生中和抗体,且中和抗体滴度与疫苗剂量呈正相关。然而,对于某些流行病毒株,小鼠血清的中和能力较低。例如,在H1N1病毒中,A/Fukui/12/2023病毒的中和滴度仅为参考病毒(A/Sydney/5/2021)的四分之一左右。而在H3N2病毒中,A/Darwin/6/2021病毒作为参考,其对应的A/Nara/01/2023和A/Aichi/33/2023病毒株的中和滴度也显著低于参考株。在B/Victoria系病毒中,B/Osaka/01/2023病毒的中和滴度也明显下降,而B/North Carolina/01/2021病毒则未被小鼠血清有效中和,这可能是由于该病毒属于不同的HA亚型,且与疫苗株的抗原性差异较大。

值得注意的是,小鼠血清的中和滴度与人类血清之间存在一定的相关性。在H1N1病毒中,小鼠血清中中和滴度达到80或以上的病毒株,人类血清中也表现出类似的中和滴度。而在H3N2病毒中,小鼠血清中中和滴度较低的病毒株,人类血清中也显示出较低的中和能力。这一发现表明,小鼠血清在一定程度上能够反映疫苗在人类中的免疫原性。特别是,ddY小鼠的中和滴度普遍高于BALB/c小鼠,这可能与不同的接种方式有关。腹腔注射相较于皮下注射能够诱导更强的免疫反应,因此更适用于疫苗效力评估。

此外,研究还发现,尽管ddY小鼠和BALB/c小鼠的遗传背景不同,ddY小鼠由于是杂交种,具有更大的遗传多样性,其MHC分子(主要组织相容性复合体)也更加多样化。MHC分子在激活适应性免疫系统方面发挥着关键作用,它们能够将抗原呈递给免疫细胞,从而促进体液免疫和细胞免疫反应。因此,ddY小鼠可能具有不同的抗原识别表位,使其血清能够更全面地反映疫苗的免疫原性。然而,这种差异的具体机制仍需进一步研究。

本研究还强调了疫苗接种方式对免疫反应的影响。不同接种途径可能会影响疫苗的免疫效果,例如,腹腔注射能够引发更强的中和抗体反应,而皮下注射则较为常见,特别是在日本。因此,尽管皮下注射能够诱导一定的中和抗体,但其效果可能不如腹腔注射显著。这表明,接种方式的选择在疫苗研究中具有重要意义。

从实际应用的角度来看,ddY小鼠血清在评估流感疫苗的免疫原性方面具有较高的实用性。它不仅能够提供稳定的中和抗体滴度,还能够有效预测疫苗在人类中的保护效果。因此,该方法可以作为现有SRID检测方法的补充,帮助评估疫苗的免疫效果。然而,本研究也存在一定的局限性,例如,未能完全评估人类血清与小鼠血清之间在H1N1和B型病毒中的中和能力相关性,以及未能分析中和能力下降与病毒突变之间的关系。

总体而言,本研究的结果表明,使用小鼠血清进行疫苗中和能力评估是一种可行的方法,能够为流感疫苗的免疫原性和效力提供有价值的信息。这种评估方法不仅有助于疫苗研发和生产,也为公共卫生决策提供了科学依据。未来的研究可以进一步探索不同小鼠品系、接种方式以及病毒突变对疫苗效力的影响,以优化疫苗评估体系,提高疫苗在人群中的保护效果。
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