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为解决 H5N1 流感病毒全球传播、抗原多变及大流行风险问题,研究人员开展优化 2.3.4.4b H5N1 全灭活病毒(WIV)疫苗研究。结果显示,BEI 灭活的 22W_KY 疫苗能有效诱导免疫反应,提供交叉保护。这为防控流感提供新策略。
流感病毒,这个令人谈之色变的 “健康杀手”,一直在全球范围内肆虐。自 1996 年 H5 高致病性禽流感病毒(HPAIV)首次现身,它就像一个不断变形的 “怪兽”,持续突变,给家禽养殖业带来了沉重打击。其中,clade 2.3.4.4b H5N1 毒株更是来势汹汹,不仅在禽类间疯狂传播,还跨越物种界限,感染了包括鸟类、食肉动物、海洋哺乳动物等在内的多种生物,甚至出现了哺乳动物之间的传播,其大流行的潜在风险引发了全球的高度关注。在这样的严峻形势下,研发一款高效、安全且能提供广泛保护的疫苗迫在眉睫。
来自首尔国立大学等机构的研究人员勇挑重担,投身到这场与病毒的 “战斗” 中。他们致力于优化 clade 2.3.4.4b H5N1 WIV 疫苗菌株,期望通过改进抗原生产效率、结构稳定性和生物安全性,开发出一种基于 WIV 的鼻内疫苗,从而诱导交叉保护性免疫。经过不懈努力,他们发现 BEI 灭活的优化疫苗菌株 22W_KY,不仅能高效进入呼吸道上皮细胞,还能在小鼠实验中对异源 H5N1 挑战(SNU50-5)提供完全保护,对异亚型 H1N1 挑战(PR8)提供显著的交叉保护。这一成果意义非凡,为防控 clade 2.3.4.4b H5N1 流感病毒及其他潜在流感毒株的威胁提供了新的有力武器,相关研究成果发表在《Virology Journal》上。
研究人员为开展此项研究,运用了多种关键技术方法。在病毒研究方面,通过系统发育分析(Phylogenetic analysis),对 clade 2.3.4.4b H5N1 病毒的进化趋势进行深入剖析;利用反向遗传学系统(reverse genetics system)构建重组病毒,以探究不同基因组合对病毒特性的影响。在免疫反应和保护效力评估上,采用了多种实验技术,如小鼠实验(Mouse experiments)评估疫苗在体内的效果,包括免疫原性、保护性效力等;运用免疫分析方法,像血凝抑制(HI)试验、神经氨酸酶抑制(NI)试验、病毒中和(VN)试验以及酶联免疫吸附试验(ELISA)等,来检测免疫反应相关指标 。
下面来详细看看研究结果:
- 病毒进化特征:对东亚地区的 clade 2.3.4.4b H5N1 病毒进行系统发育分析,发现该病毒在 2021 年出现初期分化为两种模式,即 22W 模式和 21W 模式,22W 模式在 2022 年后占据主导。并且,欧洲和北美地区的病毒多呈现 22W 模式,而东亚地区存在 21W 模式的病毒1。
- 疫苗株稳定性:通过实验对比含有不同突变的重组病毒,发现 HA 上的 R90K 突变能显著增强 22W_MVV 病毒的热稳定性,结合 H110Y 突变后,22W_KY 病毒的热稳定性得到进一步提升,即使在 52°C 处理 4 小时后仍能维持较高活性,且三种灭活方法处理后,22W_KY 病毒均保持高稳定性23。
- 病毒抗原性与受体结合:N193D 突变降低了 22W_MVV 病毒对 α2,3 - 连接唾液酸(2,3 - SA)的受体结合亲和力,并改变了病毒的抗原性。含有 D193 的疫苗株诱导的血清对含 N193 抗原的免疫原性显著降低4。
- 疫苗株生产与安全性:在鸡胚中,含有 310 - MVV PB2 基因的 22W_MVV 和 22W_KY 疫苗株复制效率更高,抗原产量也显著增加。在哺乳动物细胞和小鼠实验中,22W_KY 病毒的复制效率最低,表明其对哺乳动物的感染风险较低56。
- 疫苗免疫效果:对比不同灭活方法处理的 22W_KY 疫苗,发现 BEI 灭活的疫苗在细胞内化效率上表现最优。在小鼠实验中,BEI 灭活的 22W_KY 疫苗对异源和异亚型病毒挑战的保护效力最强,能有效诱导系统 IgG、黏膜 IgA 和 T 细胞反应,尤其是在肺部的免疫反应更为显著78。
研究结论和讨论部分进一步凸显了此次研究的重要意义。HA - R90K 突变增强了疫苗株的结构稳定性,310 - MVV PB2 基因的引入提高了抗原产量并降低了哺乳动物感染性。BEI 灭活的 22W_KY 疫苗不仅能有效激发机体的体液免疫反应,还能诱导强大的细胞免疫反应,在呼吸道中产生高水平的 TNF - α + T 细胞反应。这些结果表明,BEI - 22W_KY 疫苗具有成为一种高效、安全、稳定且广泛保护的鼻内流感疫苗的巨大潜力,有望为全球防控流感疫情贡献重要力量。不过,研究也存在一定的局限性,如仅使用了单一动物模型,评估的挑战病毒株有限。未来,还需要进一步拓展研究范围,以更全面地评估该疫苗的效果和应用前景 。