来自Macrobrachium rosenbergii nodavirus的类病毒颗粒,其表面具有甲型流感病毒的M2e蛋白,能够保护白来航鸡免受异源H9N2和H5N2病毒的侵害

《Developmental & Comparative Immunology》:Virus-like particles of Macrobrachium rosenbergii nodavirus displaying M2e of influenza A viruses protect White Leghorn chickens against heterologous H9N2 and H5N2 challenges

【字体: 时间:2025年11月22日 来源:Developmental & Comparative Immunology 2.7

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  禽流感H9N2和H5N2亚型对家禽业危害大,本研究评估了嵌合VLP(NvC-2xhuM2e-2xavM2e)对 SPF 白羽鸡的保护效果。实验表明该VLP能诱导特异性M2e抗体,显著降低感染鸡群的体重损失、病毒载量及排毒量,同时平衡炎症反应,减轻呼吸道病理损伤,证实其作为广谱交叉保护疫苗的潜力。

  禽流感A病毒(Influenza A Virus, IAV)是全球范围内对家禽产业造成严重威胁的病原体之一,尤其以H9N2和H5N2亚型最为突出。这些病毒不仅影响家禽的健康,还可能通过与人类流感病毒的基因重配,对公共卫生构成潜在风险。由于现有疫苗主要依赖于表面蛋白血凝素(Hemagglutinin, HA)和神经氨酸酶(Neuraminidase, NA),而这些蛋白容易发生抗原漂变和抗原转换,导致疫苗效果随时间减弱。因此,寻找一种更保守的抗原,能够在不同IAV亚型之间提供广谱保护,成为疫苗研究的重要方向。

矩阵蛋白2的胞外结构域(Matrix 2 ectodomain, M2e)被认为是这一目标的潜在候选。M2e在不同IAV亚型之间表现出极低的变异,使其成为诱导广谱交叉保护性免疫的有力工具。然而,M2e在病毒表面的表达量较低,导致其天然免疫原性不足,这成为基于M2e的疫苗开发的一大挑战。为了解决这一问题,研究者采用了一种策略,即将M2e以多个拷贝的形式展示在病毒样颗粒(Virus-like particles, VLPs)上,从而增强其免疫原性。

本研究中,研究人员通过融合两份人类IAV和两份禽类IAV的M2e序列,构建了一个新的嵌合蛋白,即NvC-2xhuM2e-2xavM2e。该蛋白基于甲壳类动物(Macrobrachium rosenbergii)结节病毒的衣壳蛋白(NvC)构建,具有自组装成VLPs的能力。在前期实验中,这种嵌合VLPs已被证明能够有效激活特异性免疫反应,包括体液免疫和细胞免疫,这在特定病原体自由(Specific Pathogen-Free, SPF)的白来航鸡中得到了验证。在最新的研究中,研究人员进一步评估了这种嵌合VLPs在白来航鸡中对H9N2和H5N2禽流感病毒的保护效果。

实验中,研究人员将雏鸡随机分为三组,分别接种PBS(阴性对照)、NvC-2xhuM2e-2xavM2e以及NvC-2xhuM2e-2xavM2e与CpG佐剂的组合。通过翅静脉采血,研究人员在接种后不同时间点(如第2周、第4周、第6周和第8周)检测了免疫反应。结果显示,接种嵌合VLPs的鸡群能够产生针对H9N2和H5N2病毒的M2e特异性抗体。这些抗体不仅能够识别不同亚型的病毒,还能够有效激活免疫系统中的炎症和抗炎细胞因子,从而在病毒感染后,减轻鸡群的临床症状,降低病毒载量,并促进病毒的清除。

在病毒感染后,研究人员观察到,接种嵌合VLPs的鸡群表现出显著的体重恢复,尤其是在H5N2感染的情况下,体重增长延迟的现象得到了缓解。此外,鸡群的肺部和气管组织在感染后也表现出较少的病理损伤,这表明嵌合VLPs不仅能够提供免疫保护,还能减少病毒对宿主组织的破坏。通过组织病理学分析和病毒载量检测,研究人员进一步验证了嵌合VLPs在降低病毒在肺部、口腔咽喉和泄殖腔中的复制和传播方面的有效性。

H9N2和H5N2病毒的持续传播对家禽产业造成了巨大的经济损失。H9N2在亚洲和中东地区尤为常见,曾多次引发禽类疫情,导致蛋产量下降、体重增长缓慢和死亡率上升。H5N2则因其在1983年至1984年间在美国宾夕法尼亚州和弗吉尼亚州的大规模爆发,给家禽产业带来了严重打击。近年来,H5N2在多个国家再次出现,显示出其持续传播的能力,并对全球经济造成新的影响。这些病毒不仅对家禽健康构成威胁,还可能通过与人类流感病毒的基因重配,增加人类感染的风险。

因此,开发一种能够提供广谱保护的疫苗,对于控制这些病毒在禽类中的传播和减少其对人类健康的潜在威胁至关重要。基于M2e的疫苗设计虽然具有前景,但其天然免疫原性较低,限制了其在实际应用中的效果。通过将M2e以多个拷贝的形式展示在VLPs上,可以有效提高其免疫原性,使疫苗能够在不同IAV亚型之间提供交叉保护。此外,CpG佐剂的使用进一步增强了免疫反应,提高了疫苗的保护效果。

本研究的结果表明,NvC-2xhuM2e-2xavM2e嵌合VLPs能够在没有佐剂的情况下,提供对H9N2和H5N2病毒的有效保护。接种该疫苗的鸡群在感染后表现出更少的临床症状,更小的体重损失,并且能够更快地清除病毒。这些结果不仅验证了嵌合VLPs在禽类中的免疫保护能力,还为其在实际疫苗开发中的应用提供了重要的依据。

从免疫机制的角度来看,嵌合VLPs能够激活多种免疫细胞,包括B细胞和T细胞,从而促进体液免疫和细胞免疫的协同作用。这种协同作用有助于更全面地抵御病毒感染,减少病毒在宿主体内的复制和传播。此外,VLPs还能够诱导免疫系统产生抗炎细胞因子,这有助于减轻病毒感染引起的组织损伤,促进宿主的恢复。

H9N2和H5N2病毒的广泛传播和潜在的跨物种传播能力,使得它们成为全球公共卫生和家禽产业关注的重点。由于这些病毒在禽类中的传播可能导致人类感染,因此开发一种能够提供广谱保护的疫苗,不仅有助于控制家禽疫情,还能降低人类感染的风险。基于M2e的疫苗设计,通过将其以多个拷贝的形式展示在VLPs上,为实现这一目标提供了新的思路和方法。

综上所述,本研究通过构建和评估NvC-2xhuM2e-2xavM2e嵌合VLPs,展示了其在禽类免疫保护中的潜力。这种疫苗不仅能够提供对H9N2和H5N2病毒的有效保护,还能减少病毒在宿主体内的复制和传播,促进宿主的恢复。这些结果为未来开发基于M2e的广谱疫苗提供了重要的参考,也为控制禽流感病毒在禽类和人类中的传播提供了新的策略。
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