一种以糖蛋白D为靶点的脂质纳米粒子包裹的mRNA疫苗能够激发针对伪狂犬病病毒的强大保护性免疫反应

《Journal of Virology》：A glycoprotein D-targeted lipid nanoparticle-encapsulated mRNA vaccine elicits strong protective immunity against pseudorabies virus

PRV mRNA-LNPs疫苗通过表达gD蛋白在小鼠和猪lets中诱导中和抗体和细胞免疫，有效保护呼吸道和肌肉挑战，且能应对不同PRV毒株，具有高安全性、快速生产潜力，为跨物种防控提供新方案。

　　伪狂犬病病毒（PRV）是一种具有高度传染性的病原体，其跨物种传播的潜力对全球养猪业和公共卫生构成了重大威胁。尽管现有的商业疫苗在猪群中是安全的，但它们在其他易感物种中仍可能具有残留的致病性，这限制了其在不同物种间的广泛应用。为了解决这些问题，研究者们开发了一种基于脂质纳米颗粒（LNPs）封装的mRNA疫苗（gD mRNA-LNPs），该疫苗表达PRV的糖蛋白D（gD），并对其在小鼠和猪模型中的有效性进行了评估。

研究结果表明，gD mRNA-LNPs在小鼠中能够引发强烈的中和抗体反应，并在高剂量PRV挑战下提供完全的保护效果。这表明该疫苗不仅能够有效预防病毒的侵入，还能通过激活体液免疫和细胞免疫来增强宿主的防御能力。此外，gD mRNA-LNPs在猪幼崽中也表现出良好的免疫反应，包括快速的体液免疫应答、显著降低的病毒载量和病毒脱落率，以及减轻的组织病理学损伤。这些结果表明，gD mRNA-LNPs不仅能够诱导抗PRV的中和抗体，还能刺激抗原特异性T细胞的增殖和IFN-γ的分泌，从而激活宿主的细胞免疫反应。

gD蛋白在PRV的感染过程中扮演着关键角色，它能够与宿主细胞受体结合，促进病毒的吸附和进入。研究中通过体外实验发现，gD蛋白在高浓度下能够有效竞争受体结合位点，从而抑制PRV的复制。相比之下，gB蛋白对病毒复制的抑制效果较弱。基于这些发现，研究者选择了gD作为mRNA疫苗的靶标，设计并制备了gD mRNA-LNPs疫苗。

疫苗的制备过程中，gD基因被克隆到mRNA载体中，并通过包含5′-帽、5′和3′非翻译区（UTRs）以及组织纤溶酶原激活物信号序列，确保了gD蛋白在宿主细胞中的高效分泌。随后，这些mRNA被封装在由阳离子脂质（SM102）、磷脂（DSPC）、胆固醇和DMG-2000组成的脂质纳米颗粒中。通过透射电子显微镜（TEM）观察，发现疫苗形成的纳米颗粒呈均匀的球形，粒径约为100纳米，具有良好的分布特性。粒径和多分散指数（PDI）的分析进一步确认了疫苗的均匀性和稳定性，为后续的免疫反应提供了良好的基础。

在小鼠模型中，gD mRNA-LNPs疫苗诱导了显著的PRV特异性体液免疫应答和T细胞反应。通过间接ELISA检测，疫苗组在28天后显示出较高的PRV gD特异性抗体水平，而对照组则未检测到相关抗体。此外，疫苗组还表现出显著的中和抗体水平，能够有效抑制PRV的感染。T细胞增殖实验和流式细胞术分析进一步证明，gD mRNA-LNPs能够显著激活CD3+CD4+ T细胞和CD3+CD8+ T细胞，提高IFN-γ的分泌水平，表明其能够有效激活细胞免疫应答。

在PRV的高剂量挑战实验中，疫苗组的小鼠全部存活，而对照组的小鼠则全部死亡。这表明gD mRNA-LNPs在预防PRV感染方面具有显著的保护效果。通过临床评分和组织病理学分析，进一步验证了疫苗组在感染后表现出较少的临床症状和组织损伤，而对照组则显示出严重的病变，包括脑组织中的神经元细胞退化和肺部的炎症细胞浸润。

在猪模型中，gD mRNA-LNPs疫苗同样表现出良好的免疫效果。疫苗组的猪崽在接种后14天内检测到gD特异性抗体，并在21天后显示出强烈的中和抗体反应。此外，疫苗组的猪崽在感染后表现出显著的抗病毒能力，包括较低的病毒载量和病毒脱落率，以及组织病理学分析中未观察到明显的病变。这些结果进一步支持了gD mRNA-LNPs疫苗在猪群中的有效性。

进一步的研究还评估了gD mRNA-LNPs疫苗对不同PRV毒株的交叉中和能力。通过序列比对和系统进化分析，发现gD蛋白在不同毒株中具有高度的保守性，仅有少数氨基酸发生突变。通过间接免疫荧光分析（IFA）和中和实验，疫苗组的血清能够有效中和来自不同分支的PRV毒株，包括SC、TJ和Bartha K61毒株。这表明gD mRNA-LNPs疫苗不仅能够针对特定毒株，还能对多种PRV毒株提供广泛的保护效果。

此外，研究还探讨了gD mRNA-LNPs疫苗的生产优势和安全性。与传统的减毒活疫苗相比，mRNA疫苗具有更高的可扩展性和生物安全性。其生产过程可以通过微流体设备高效完成，且能够快速适应新的病毒变种，这对于应对新兴的PRV变种具有重要意义。同时，由于mRNA疫苗不涉及活病毒，因此在其他易感物种中不会产生残留的致病性，进一步增强了其作为通用疫苗的潜力。

研究还强调了mRNA疫苗在“One Health”战略中的重要性。通过体液免疫和细胞免疫的双重作用，gD mRNA-LNPs疫苗能够有效防止病毒的传播，并减少跨物种的病毒溢出风险。这种疫苗不仅能够提高猪群的健康水平，还能为全球PRV的根除提供新的解决方案。同时，其在免疫诊断方面的应用也值得进一步研究，以区分疫苗接种和病毒感染，从而更好地监控和管理PRV的传播。

综上所述，gD mRNA-LNPs疫苗在小鼠和猪模型中均表现出良好的免疫效果和保护能力。其不仅能够诱导强烈的中和抗体反应，还能激活抗原特异性的T细胞应答，为PRV的防控提供了新的思路和工具。该研究不仅验证了gD在PRV免疫保护中的重要性，还为mRNA疫苗在应对其他病毒挑战中的应用奠定了基础。未来的研究可以进一步优化疫苗的生产流程，探索其在更多动物物种中的适用性，并开发相应的免疫诊断方法，以全面提高PRV的防控水平。