一种源自 JN.1 刺突蛋白的 mRNA 疫苗:对抗新冠变异株的新希望

【字体: 时间:2025年03月15日 来源:Molecular Biomedicine 6.3

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  为应对 JN.1 变异株挑战,研究人员开发 JN.1 - mRNA 疫苗,其诱导强免疫应答,有重要防疫意义。

  在新冠疫情的漫长历程中,SARS-CoV-2 病毒持续变异,给全球公共卫生带来了巨大挑战。自疫情爆发以来,Delta、Omicron 等多种变异株不断涌现,这些变异株不仅传播力增强,还具备更强的免疫逃逸能力,使得疫苗接种工作面临重重困难。即便在宣布新冠疫情结束后,病毒的威胁依旧存在。2023 年末出现的 JN.1 变异株,迅速在欧美引发感染高峰,其携带的 L455S 突变,让它比其他流行毒株更具传染性和免疫逃逸能力,现有以 XBB.1.5 为基础的疫苗对其防护效果大打折扣。在这样的严峻形势下,开发针对 JN.1 变异株的有效疫苗迫在眉睫。
四川大学的研究人员开展了一项极具意义的研究,他们致力于开发一种新型 mRNA 疫苗,并评估其对多种 Omicron 变异株的免疫保护效果。该研究成果发表在《Molecular Biomedicine》上。

研究人员运用了多种关键技术方法。在动物实验方面,选用健康雌性 BALB/c 小鼠作为实验对象,通过不同的免疫接种方案,观察小鼠的免疫反应。在检测免疫反应时,运用了酶联免疫吸附试验(ELISA)检测 JN.1 特异性 IgG 滴度,使用 ELISpot 技术检测干扰素 -γ(IFN-γ)分泌淋巴细胞和 IgG?抗体分泌细胞,借助假病毒中和试验评估中和抗体水平,利用流式细胞术分析各类免疫细胞。

下面来详细看看研究结果。

  1. JN.1 - mRNA 疫苗的制备与特性:研究人员精心设计了包含 5' 非翻译区(UTR)、开放阅读框(ORF)、3'UTR 和聚(A)尾的 JN.1 - mRNA 疫苗构建体。ORF 编码 JN.1 变异株的全长刺突蛋白,并引入了预融合稳定突变(2P)和弗林蛋白酶切割位点突变(GSAS)。通过微流控装置将刺突 mRNA 与 ALC0315 混合,制备出 mRNA - 脂质纳米颗粒(LNP)制剂。经检测,该疫苗呈球形,粒径均一,平均粒径为 85.02±0.7nm,ζ 电位为 - 7.34±1.48mV,在 4℃储存 42 天粒径仍稳定在约 85nm。通过向小鼠注射荧光素酶(Luc) - mRNA,发现疫苗主要在注射部位表达,肝脏中表达较少。
  2. JN.1 - mRNA 疫苗引发的强烈免疫反应:研究人员给 6 - 8 周龄的 BALB/c 小鼠接种三剂 JN.1 - mRNA 疫苗(每剂 10μg),并设置了 PBS 和 Luc - mRNA 对照组。结果显示,单剂疫苗就能有效诱导产生 RBD 特异性 IgG。三剂接种方案诱导出的中和抗体对 XBB.1.5、XBB.1.16.6、EG.5.1、BA.2.86、JN.1、JN.1.1、KP.2、KP.3 和 XDV.1 假病毒均有较高滴度。ELISpot 分析证实,接种三剂疫苗后,骨髓和脾脏中的 RBD 特异性 B 细胞被激活。同时,淋巴结和脾脏中的生发中心(GC)反应增强,T 滤泡辅助细胞(Tfh)增多。此外,该疫苗还能诱导强大的 Th1 型细胞免疫反应,促使大量 CD4?和 CD8? T 细胞产生 Th1 相关细胞因子,如 IFN - γ、肿瘤坏死因子 - α(TNF - α)和白细胞介素 - 2(IL - 2)。
  3. JN.1 mRNA 疫苗提供长期免疫保护:在小鼠接种第三剂疫苗 6 个月后采集样本进行检测。尽管 RBD 特异性 IgG 滴度和中和抗体水平有所下降,但仍保持一定水平,对 BA.2.86、JN.1 等多种假病毒的中和几何平均滴度(GMTs)依旧较高。此时,在脾脏和骨髓中仍能检测到 JN.1 特异性 B 细胞,淋巴结和脾脏中存在 RBDJN.1特异性记忆 B 细胞和浆细胞,且淋巴结、脾脏和骨髓中的长寿浆细胞(LLPCs)数量增加,脾脏中还能检测到分泌 IFN - γ 的细胞,这些都表明疫苗能提供长期的免疫保护。
  4. 异源初免 - 加强接种诱导更强的体液免疫反应:为研究异源接种的效果,研究人员开发了三聚体 RBDJN.1 - HR 重组蛋白作为异源加强疫苗,并与同源接种方案进行对比。结果发现,在接种三剂 JN.1 - mRNA 疫苗后,再接种一剂 RBDJN.1 - HR 蛋白疫苗的异源接种组,产生的针对 BA.2.86 及其亚变体的中和抗体水平显著高于两个同源接种组。同时,异源接种组骨髓和脾脏中 RBD 特异性 IgG?抗体分泌 B 细胞数量更多,淋巴结和脾脏中的 GC B 细胞和 Tfh 细胞水平也更高。
  5. 异源初免 - 加强接种诱导更强的细胞免疫反应:细胞免疫在对抗病毒感染中发挥着关键作用。研究发现,异源接种显著增强了 Th1 型免疫反应,CD4?和 CD8? T 细胞产生的 IL - 2、TNF - α 和 IFN - γ 明显增多。ELISpot 分析显示,异源接种组脾脏中分泌 IFN - γ 的淋巴细胞数量显著增加,表明该接种方案能有效激活细胞免疫。

综合研究结论与讨论部分,这项研究意义重大。研究人员成功开发的 JN.1 - mRNA 疫苗,在小鼠实验中展现出强大的免疫原性,能诱导产生强烈且持久的体液免疫和细胞免疫反应,对多种 Omicron 变异株都有较好的中和效果。而异源接种策略,即先接种 JN.1 - mRNA 疫苗,再接种 RBDJN.1 - HR 蛋白疫苗,比同源接种能诱导更强的免疫反应。不过,该研究也存在一定局限性,如未直接评估免疫小鼠血清对真实 SARS-CoV-2 的中和抗体,也未进行病毒攻毒实验来评估疫苗的保护效力。考虑到人群中已有较高的疫苗接种或感染史,后续可进一步研究将 JN.1 - mRNA 疫苗作为加强针,为已接种其他新冠疫苗的人群增强免疫力,这有望为应对不断变异的 SARS-CoV-2 病毒提供更有效的策略,对全球公共卫生防疫工作具有重要的参考价值。
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