经空气传播递送的流感病毒载体鼻喷COVID-19疫苗在叙利亚仓鼠模型中展现对SARS-CoV-2攻击的保护效力

《npj Vaccines》：Airborne transmission-mediated delivery of a live-attenuated influenza virus vector-based intranasal COVID-19 vaccine protects Syrian hamsters against SARS-CoV-2 challenge

为应对SARS-CoV--2变异株的免疫逃逸挑战，厦门大学团队开展了一项关于流感病毒载体鼻喷疫苗dNS1-RBD（Pneucolin?）空气传播特性的研究。通过小鼠、雪貂和仓鼠模型，研究人员证实该疫苗可通过接触和空气传播方式在动物间传递，并诱导保护性免疫。特别发现即使经传播感染的哨兵仓鼠，也能有效抵御SARS-CoV-2攻击，肺病理损伤显著减轻。这项发表于《npj Vaccines》的研究为活病毒疫苗的群体免疫策略提供了新思路。

　　

当全球仍在与不断变异的SARS-CoV-2病毒斗争时，科学家们将目光投向了能够直接在呼吸道建立免疫屏障的黏膜疫苗。尽管已有多种COVID-19疫苗获批使用，但新出现的JN.1变异株展现出前所未有的免疫逃逸能力，迫切需要开发具有不同免疫机制和技术路线的广谱疫苗。黏膜疫苗因其能够诱导呼吸道保护性免疫反应而备受关注，然而鼻喷疫苗的临床挑战和局限性阻碍了进展，特别是如何将抗原蛋白有效递送至目标呼吸道并激活局部免疫反应成为关键科学问题。

在这背景下，厦门大学研究团队开发的基于减毒流感病毒载体的鼻喷COVID-19疫苗dNS1-RBD（商品名Pneucolin^?）引起了广泛关注。该疫苗已于2022年12月2日在中国获得紧急使用授权，并在三期临床试验中显示出对奥密克戎变异株引起的症状性感染具有广谱保护效果。有趣的是，在早期临床试验中，研究人员观察到安慰剂组受试者出现了特异性细胞免疫反应和微弱的分泌型IgA（s-IgA）抗体反应，这提示疫苗病毒可能通过空气传播方式在接种点发生了交叉感染。这一意外发现引出了更深层次的科学问题：减毒活疫苗或病毒载体疫苗是否能够通过传播方式实现群体免疫？这种传播能否提供有效的免疫保护？传播风险如何控制？

为了回答这些问题，研究团队在《npj Vaccines》上发表了最新研究成果，系统评估了dNS1-RBD疫苗在不同动物模型中的传播特性和保护效果。

研究采用的关键技术方法包括：利用八质粒反向遗传学系统拯救dNS1-RBD病毒；通过空斑实验测定病毒滴度；建立小鼠、雪貂和仓鼠的接触传播和空气传播模型；使用流式细胞术分析支气管肺泡灌洗液（BALF）免疫细胞；采用ELISPOT（酶联免疫斑点）检测干扰素-γ（IFN-γ）分泌T细胞；通过RT-qPCR（实时荧光定量PCR）定量病毒RNA；采用组织病理学H&E（苏木精-伊红）染色评估肺损伤；使用TCID₅₀（半数组织培养感染剂量）法测定感染性病毒滴度。动物实验均经厦门大学动物伦理委员会批准（XMULAC20230240），仓鼠研究在香港大学生物安全三级（ABSL-3）实验室完成。

dNS1-RBD在小鼠模型中可传播并抵抗致死性流感病毒攻击

研究团队首先在小鼠模型中评估dNS1-RBD的传播能力。设计实验中，将接种疫苗的"供体"小鼠与未接种的"哨兵"小鼠共同饲养。

流式细胞术结果显示，共培养后第1天，哨兵小鼠的BALF中即可检测到淋巴细胞活化，尽管活化程度低于供体组。至第7天，只有33.3%（2/6）的哨兵小鼠检测到SARS-CoV-2 S肽特异性T细胞转化，而供体组为100%。重要的是，在H1/California/04/2009（H1N1）流感病毒致死攻击实验中，哨兵组虽出现体重下降，但80%（4/5）的小鼠存活，表明经传播感染仍能提供显著保护。

研究人员还模拟临床环境，让小鼠在密闭舱室内吸入雾化dNS1-RBD疫苗。尽管吸入组肺组织感染性病毒滴度显著低于直接接种高剂量组，但所有吸入小鼠均表现出100%的T细胞转化，证明即使低剂量暴露也能诱导细胞免疫应答。

dNS1-RBD可在模拟封闭环境的雪貂间传播

雪貂因其对流感病毒的敏感性与人类相似，被用于评估疫苗的空气传播特性。

研究设计了两种传播模式：通风良好环境和通风不良环境。在通风不良条件下，哨兵雪貂鼻洗液中检测到与供体组相似的病毒载量，且从第3-6天，哨兵组病毒载量甚至显著高于供体组。血清学分析显示，通风不良环境中，供体和哨兵雪貂均出现血凝素（HA）特异性抗体血清转化；而通风良好环境下，仅供体组产生明显抗体应答。这表明dNS1-RBD可通过空气传播感染雪貂，但适当通风可有效限制此传播。

dNS1-RBD在仓鼠间传播并抵抗SARS-CoV-2攻击

为评估经传播感染的哨兵动物是否获得对SARS-CoV-2的保护，研究团队使用金边叙利亚仓鼠模型。

接触传播1小时后，哨兵仓鼠呼吸道可检测到病毒，但滴度显著低于供体组。令人惊讶的是，经SARS-CoV-2攻击后，哨兵组与供体组同样受到保护，体重损失轻微（平均-2.2% vs 对照组-8.5%），肺组织病毒载量减少，肺病理损伤显著减轻。组织学检查显示，对照组出现轻度至中度肺实变、肺泡破坏和弥漫性炎症，而哨兵仓鼠仅显示最小局灶性病理改变。

研究结论与意义

本研究系统证实了减毒流感病毒载体疫苗dNS1-RBD可通过接触和空气传播途径在多种动物模型间传递，且经传播感染的动物能获得对同源和异源病毒攻击的保护效力。特别重要的是，研究揭示了传播程度与环境通风条件密切相关，为临床应用中控制传播风险提供了实践指导。

这一发现具有重要理论价值和公共卫生意义。一方面，减毒活疫苗的可控传播可能为建立群体免疫提供新路径，特别是在常规疫苗接种难以覆盖的人群中。另一方面，研究强调了活病毒疫苗应用中风险效益平衡的重要性，以及适当感染控制措施的必要性。

该研究为黏膜疫苗的研发提供了新视角：疫苗传播不再仅仅被视为安全隐患，而是在受控条件下可能成为增强群体免疫的策略。然而，疫苗传播也增加了病毒进化风险，需要综合考虑疫苗设计、进化动力学和流行病学特征。

未来研究需进一步阐明经低剂量疫苗暴露诱导保护性免疫的机制，可能涉及呼吸道免疫细胞训练、免疫微环境重塑等。同时，需要建立黏膜免疫的保护相关性指标，推动黏膜疫苗的临床开发和审批流程。

这项创新性工作不仅为COVID-19防控提供了新思路，也为其他呼吸道病毒疫苗的研发奠定了科学基础，标志着黏膜疫苗研究领域的重要进展。