基于截短型前 F 蛋白 mRNA 疫苗:对抗呼吸道合胞病毒的新希望
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时间:2025年02月06日
来源:Nature Communications
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呼吸道合胞病毒(RSV)严重威胁儿童和老年人健康,现有疫苗存在不足。研究人员开发基于修饰前 F 蛋白(LC2DM-LNP)的 mRNA 疫苗。结果显示,该疫苗免疫效果良好,能有效保护且无疫苗增强性呼吸道疾病风险,为高风险人群带来新希望。
呼吸道合胞病毒(RSV)是引发儿童急性下呼吸道感染的重要病原体,多数 2 岁以下儿童会感染,且因自然免疫力低易复发。在老年人中,尤其是免疫系统较弱者,RSV 感染影响类似甲型流感。尽管其危害大,但疫苗研发困难重重。上世纪 60 年代的 FI-RSV 疫苗不仅未起到保护作用,还导致了疫苗增强性呼吸道疾病(VERD) 。近期,GSK、Moderna 和 Pfizer 研发的 RSV 疫苗虽获批准,但仍存在问题,如 Moderna 的 mRNA 疫苗在儿童临床试验中出现严重 RSV 相关下呼吸道感染的不平衡,引发对 VERD 风险的担忧。在此背景下,厦门大学的研究人员开展了一项旨在开发更有效、更安全 RSV 疫苗的研究。
研究人员开发了一种基于修饰前 F 蛋白(LC2DM)的 mRNA 疫苗(LC2DM-LNP)。在研究过程中,运用了多种关键技术方法。通过构建多种动物模型,包括年轻和老年 BALB/c 小鼠、棉鼠等,评估疫苗免疫原性和保护效果;采用 ELISA、中和试验、ELISpot 试验、流式细胞术等技术,检测抗体水平、T 细胞反应和细胞因子表达;利用脂质纳米颗粒(LNP)技术制备疫苗,并对 mRNA 进行体外转录和纯化。
在设计和表征截短型前 F 免疫原方面,研究人员通过替换信号肽序列、优化截断和连接策略、引入突变等方法,构建了 LC2DM 免疫原,并将其 mRNA 包裹在 LNP 中制成疫苗。经检测,该疫苗的 mRNA 完整性好、加帽率高,LNP 包裹效率高、粒径均一。在细胞实验中,转染 LC2DM mRNA 的细胞与关键抗体结合能力强,且膜表达水平较高。
免疫原性研究发现,在年轻和老年 BALB/c 小鼠中,LC2DM-LNP 诱导的中和抗体滴度显著高于其他对照组。在老年小鼠中,该疫苗还能诱导更持久的体液免疫反应。在抗体质量评估实验中,敲除位点 II 的 LC2DM-IIKO-LNP 虽中和抗体滴度略低于 LC2DM-LNP,但仍高于其他疫苗,且 LC2DM-LNP 诱导的中和抗体与结合抗体比例最高,在避免潜在 VERD 效应方面可能具有优势。
在细胞免疫反应研究中,mRNA 疫苗能诱导 Th1 偏向的 T 细胞免疫反应,LC2DM-LNP 在诱导 CD4+和 CD8+ T 细胞产生 IFN-γ 方面表现最为突出。
在棉鼠模型实验中,LC2DM-LNP 疫苗能有效保护棉鼠免受 RSV 感染,且不会导致 VERD。即使在突破感染的情况下,LC2DM-LNP 免疫组的肺部炎症也明显减轻。对于先前暴露于 RSV 的棉鼠,单剂量 LC2DM-LNP 疫苗仍能增强免疫反应,有效控制二次感染。
在母源免疫研究中,LC2DM-LNP 疫苗免疫的母鼠所产幼崽在出生时具有较高的中和抗体滴度,且在 28 天内抗体滴度下降缓慢。幼崽经 RSV 攻击后,LC2DM-LNP 免疫组的肺部和鼻甲病毒载量显著低于其他组,病理变化也更轻微。
研究结论表明,LC2DM-LNP 疫苗在多种动物模型中均能诱导强大的免疫反应,有效保护机体免受 RSV 感染,且不会增加肺部炎症。这为 RSV 易感人群,如儿童、老年人和新生儿,提供了一种潜在的有效疫苗选择。不过,该研究也存在一些局限性,如母源免疫研究缺乏 FI-RSV 对照组,动物模型不能完全反映人类情况,抗原锚定形式增强免疫原性的分子机制有待进一步阐明等。但总体而言,这项研究为 RSV 疫苗的开发提供了重要的理论依据和实践基础,具有重要的科学意义和临床应用前景。
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