《Signal Transduction and Targeted Therapy》重组蛋白疫苗:对抗新冠变异株的新希望

【字体: 时间:2025年02月27日 来源:Signal Transduction and Targeted Therapy

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  为应对新冠病毒 XBB 和 JN.1 等变异株的免疫逃逸问题,四川大学的研究人员开展重组蛋白疫苗研究,发现 RBDXBB, 1.5-HR 疫苗能诱导免疫反应,有良好安全性和免疫原性,对防控新冠意义重大。

  

新冠疫苗新突破:重组蛋白疫苗对抗变异株

自 2021 年末新冠病毒奥密克戎(Omicron)BA.1 变异株出现以来,病毒不断进化,新的变异株层出不穷。其中,XBB 和 JN.1 等变异株凭借强大的免疫逃逸能力,引发了一波又一波的突破性感染浪潮。与此同时,免疫印记现象的存在,使得人体免疫系统在面对早期变异株抗原的持续刺激时,倾向于产生针对早期毒株的免疫反应,这大大降低了对新出现的奥密克戎亚变异株的中和能力。在这种严峻的形势下,研发针对新变异株的下一代新冠疫苗迫在眉睫。

为了解决这些棘手的问题,四川大学的研究人员勇挑重担,开展了一项意义非凡的研究。他们致力于研发一种新型重组蛋白疫苗,旨在诱导机体产生针对 SARS-CoV-2 JN.1 和 XBB 谱系亚变异株的保护性免疫反应,从而为全球抗击新冠疫情提供新的有力武器。

这项研究成果意义重大。它不仅为应对新冠病毒变异株的挑战提供了新的策略,还为未来新冠疫苗的研发和改进指明了方向。该研究成果发表在《Signal Transduction and Targeted Therapy》期刊上。

在本次研究中,研究人员主要运用了以下关键技术方法:

  1. 蛋白制备技术:利用 HR 序列的自组装特性,构建并表达重组三聚体蛋白 RBD<sub>XBB, 1.5</sub>-HR,经过一系列处理后与 MF59-like 油包水佐剂混合制成疫苗。

  2. 动物实验技术:选用小鼠和大鼠进行疫苗接种实验,设置不同的实验组和对照组,观察疫苗诱导的免疫反应。同时,对部分小鼠进行活病毒 EG.5.1 攻毒实验,评估疫苗的保护效力。

  3. 免疫分析技术:采用酶联免疫吸附测定(ELISA)检测抗原特异性 IgG 抗体;运用假病毒中和试验、活病毒中和试验评估血清样本的中和活性;通过酶联免疫斑点试验(ELISpot)和流式细胞术分析细胞免疫反应及相关细胞的频率。

  4. 临床试验技术:开展研究者发起的临床试验(IIT),招募符合条件的人类参与者,评估疫苗的安全性和免疫原性,采集血清样本进行中和试验。

下面让我们深入了解一下具体的研究结果:

  1. RBD<sub>XBB, 1.5</sub>-HR 疫苗在小鼠和大鼠中引发强烈的体液免疫反应:研究人员将构建好的 RBD<sub>XBB, 1.5</sub>-HR 疫苗,按照特定的免疫程序对 NIH 小鼠和 SD 大鼠进行肌肉注射。结果发现,接种疫苗的小鼠血清中产生了高滴度的 RBD<sub>XBB, 1.5</sub>-HR 蛋白特异性抗体。通过假病毒中和试验和活病毒中和试验进一步检测,发现该疫苗对所有 XBB 谱系亚变异株,以及其他如 EG.5.1、FL.1.5.1、HV.1 等变异株,甚至包括具有潜在免疫逃逸能力的 BA.2.86 和 JN.1 变异株,都展现出高效的中和活性。在大鼠实验中也得到了类似的结果,这充分表明 RBD<sub>XBB, 1.5</sub>-HR 疫苗能够在动物体内诱导出强大的体液免疫反应。

  2. RBD<sub>XBB, 1.5</sub>-HR 疫苗诱导大量的 RBD 特异性抗体分泌细胞(ASCs):对免疫后的小鼠骨髓和脾脏组织进行检测,发现接种 RBD<sub>XBB, 1.5</sub>-HR 疫苗的小鼠体内,RBD<sub>XBB, 1.5</sub>特异性 IgG ASCs 数量显著增加。同时,还检测到针对 JN.1 抗原的 ASCs,这意味着疫苗能够诱导产生针对 JN.1 变异株的交叉中和反应,为疫苗的广泛保护效果提供了有力证据。

  3. RBD<sub>XBB, 1.5</sub>-HR 疫苗引发强烈的细胞免疫和生发中心反应:研究人员通过 ELISpot 和细胞内细胞因子染色(ICS)试验,发现接种 RBD<sub>XBB, 1.5</sub>-HR 疫苗后,小鼠针对 XBB.1.5 和 JN.1 变异株抗原的细胞免疫反应显著增强,表现为 IFN-γ 分泌细胞总数增加,以及 IFN-γ 和 TNF-α 分泌的记忆性 CD8+细胞和 CD4+T 细胞百分比升高。此外,通过流式细胞术检测发现,接种疫苗后小鼠腹股沟淋巴结和脾脏组织中的 T 滤泡辅助细胞(Tfh)和生发中心 B 细胞(GC B)频率升高,这表明该疫苗有望赋予机体长期的保护性免疫。

  4. RBD<sub>XBB, 1.5</sub>-HR 疫苗诱导长期的保护性免疫:对免疫后的小鼠进行长达 43 周的跟踪检测,发现 RBD<sub>XBB, 1.5</sub>-HR 疫苗诱导的中和抗体能够持续存在,针对 XBB 谱系亚变异株的中和抗体几何平均滴度(GMTs)超过 2000,针对 BA.2.86 和 JN.1 的 GMTs 也超过 1500。同时,在免疫后的较长时间内,仍能在小鼠的骨髓和脾脏中检测到抗原特异性 ASCs。此外,疫苗还能显著诱导骨髓中的长寿浆细胞(LLPCs)和脾脏组织及淋巴结中的记忆 B 细胞(MBCs)产生,并且在初次免疫 43 周后,脾脏中仍存在抗原特异性 CD4+和 CD8+T 细胞,这些结果充分证明了该疫苗可以为机体提供针对 SARS-CoV-2 XBB.1.5 变异株的长期保护。

  5. RBD<sub>XBB, 1.5</sub>-HR 疫苗可作为 mRNA 和灭活疫苗的异源加强针:考虑到 XBB 谱系亚变异株对先前疫苗诱导的免疫具有显著的免疫逃逸能力,以及免疫印记的不利影响,研究人员评估了 RBD<sub>XBB, 1.5</sub>-HR 疫苗作为 mRNA 和灭活疫苗加强针的潜力。实验结果显示,无论是在接种灭活疫苗还是 mRNA 疫苗的小鼠模型中,异源接种 RBD<sub>XBB, 1.5</sub>-HR 疫苗都能显著恢复对所有变异株的中和活性,且针对 XBB 谱系和 BA.2.86 衍生的亚变异株的中和抗体水平明显升高。这表明 RBD<sub>XBB, 1.5</sub>-HR 疫苗有望成为一种有效的异源加强针,为接种过其他新冠疫苗的人群提供额外的保护。

  6. RBD<sub>XBB, 1.5</sub>-HR 疫苗对 EG.5.1 病毒攻击具有有效保护作用:为了评估疫苗在体内的保护效果,研究人员用活的 EG.5.1 奥密克戎亚变异株对接种疫苗的小鼠进行攻毒实验。结果发现,接种疫苗的小鼠在感染后体重下降幅度较小,且能迅速恢复,同时其咽喉拭子中的病毒基因组 RNA 载量显著降低。在感染后第 5 天对小鼠的呼吸道组织进行检测,发现接种疫苗的小鼠鼻腔、气管和肺部组织中的病毒载量明显减少,肺部病理检查显示无炎症迹象,肺泡结构完整,而对照组小鼠则出现了明显的肺部损伤。这充分证明 RBD<sub>XBB, 1.5</sub>-HR 疫苗能够有效触发强大的免疫反应,保护机体免受活 EG.5.1 病毒的感染。

  7. RBD<sub>XBB, 1.5</sub>-HR 疫苗在人体中表现出良好的安全性并提高中和抗体水平:研究人员开展了一项研究者发起的临床试验(IIT),招募了 54 名 18 岁及以上的参与者,评估 RBD<sub>XBB, 1.5</sub>-HR 疫苗的安全性和免疫原性。结果显示,疫苗的不良反应发生率较低,且均为 1 - 2 级,未出现 3 级不良反应或严重不良事件(SAEs)。在免疫原性方面,假病毒中和试验表明,接种疫苗后第 7 天,参与者血清中针对所有 XBB 谱系亚变异株的中和抗体显著增加,在第 14 天和第 28 天进一步增强。同时,该疫苗对 BA.2.86、JN.1 及其衍生变异株也能诱导出强大的中和反应。真实病毒中和试验也得到了类似的结果,这表明该重组蛋白疫苗在人体中具有良好的安全性和免疫原性,有望作为一种安全有效的加强针用于预防 COVID-19,尤其对老年人和患有基础疾病的人群具有重要意义。

在研究结论和讨论部分,研究人员指出,鉴于 Omicron JN.1 和 XBB 谱系衍生的亚变异株在全球的广泛流行,以及现有疫苗在面对这些变异株时存在的局限性,开发针对新出现变异株的下一代新冠疫苗刻不容缓。他们研发的 RBD<sub>XBB, 1.5</sub>-HR 疫苗,无论是作为单独疫苗还是加强针,都能诱导出强大且持续的体液免疫和细胞免疫反应,对多种变异株具有有效的保护作用,并且在人体中表现出良好的安全性和耐受性。目前,该疫苗已在中国获得紧急使用批准,但研究也存在一定的局限性,如未对基于 XBB.1.5 刺突序列的 mRNA 疫苗和 RBD<sub>XBB, 1.5</sub>-HR 蛋白疫苗作为加强针的效果进行直接比较,且临床试验样本量较小。未来需要更大规模的临床试验来进一步验证其作为功能性加强针的有效性。总体而言,这项研究为抗击新冠疫情提供了新的希望,RBD<sub>XBB, 1.5</sub>-HR 疫苗展现出了作为安全有效的亚单位蛋白加强针的潜力,有望在临床实践中发挥重要作用,为全球抗疫贡献中国力量。

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