SARS-CoV-2缺失包膜(E)和膜(M)开放阅读框的减毒疫苗平台的开发与评估

为解决现有SARS-CoV-2疫苗对变异株保护力不足和黏膜免疫应答薄弱的问题，研究人员开发了一种缺失E和M蛋白开放阅读框的减毒疫苗病毒(ΔEM)。该疫苗在表达E/M的细胞系中完成单轮复制，诱导针对刺突蛋白(S)和核衣壳蛋白(N)的CD8+ T细胞应答。动物实验显示，双剂量ΔEM疫苗接种对Delta和Omicron XBB变异株的下呼吸道保护效果显著，且作为mRNA疫苗加强剂可提升黏膜免疫水平。该研究为应对新冠病毒变异提供了新型疫苗平台策略。

　　

新冠病毒(SARS-CoV-2)的持续变异给全球疫情防控带来严峻挑战。现有疫苗主要依赖刺突蛋白(S)诱导中和抗体，但变异株在S蛋白上的频繁突变导致免疫逃逸。更棘手的是，当前疫苗难以激发呼吸道黏膜免疫，无法有效阻断病毒入侵。面对这些瓶颈，威斯康星大学麦迪逊分校和东京大学医学科学研究所的研究团队独辟蹊径，开发了一种通过基因缺失实现减毒的疫苗平台——ΔEM病毒。这种疫苗删除了病毒结构蛋白包膜(E)和膜(M)的开放阅读框，只能在人工表达E/M的细胞中复制，而在普通细胞中仅完成单轮复制即终止，既保留了天然感染的多抗原呈递优势，又彻底杜绝了毒力恢复风险。

研究团队采用的关键技术包括：1) 反向遗传学系统(CPER)构建ΔEM病毒基因组；2) 稳定表达E/M蛋白的Vero TMPRSS2/EM细胞系培养疫苗病毒；3) 人源化ACE2转基因小鼠(K18-hACE2)和叙利亚仓鼠模型评估保护效果；4) ELISpot和流式细胞术检测抗原特异性T细胞应答；5) 聚焦减少中和试验(FRNT)测定抗体效价。

结果部分
ΔEM减毒疫苗病毒的生成
通过删除Wuhan-Hu-1毒株的E和M ORF区域（核苷酸26,245-27,191），研究者获得只能在Vero TMPRSS2/EM细胞中复制的ΔEM病毒。感染野生型细胞72小时后未检测到子代病毒（检测限20 pfu/mL），而转基因小鼠接种后无体重下降或组织病毒载量，证实其安全性。

K18-hACE2小鼠的保护效力
双剂量ΔEM疫苗接种使小鼠肺部病毒载量降低10,000倍，鼻甲组织完全清除病毒。单次接种即能诱导S特异性IgA抗体，在感染后第5天，鼻腔冲洗液和支气管肺泡灌洗液(BALF)中的抗体水平显著高于mRNA疫苗组（p<0.05）。

免疫应答特征
ΔEM疫苗诱导的肺组织驻留记忆T细胞中，S反应性CD4⁺和CD8⁺ T细胞数量与高剂量mRNA疫苗相当，且独特地激活了N蛋白特异性CD8⁺ T细胞（p<0.01）。Th1型抗体亚类IgG2c/IgG3占主导，提示细胞免疫的关键作用。

对变异株的交叉保护
双剂量ΔEM疫苗接种使仓鼠肺部完全抵御Delta和Omicron XBB攻击，鼻甲病毒载量降低1,000倍。值得注意的是，尽管血清对XBB的中和活性缺失，但T细胞免疫仍提供显著保护，提示非中和抗体机制（如ADCC）可能参与。

作为加强疫苗的潜力
在mRNA疫苗基础上用ΔEM加强，比同源mRNA加强更能提升肺组织保护效果（病毒清除率75% vs 25%），且诱导更多S反应性IFN-γ⁺ T细胞（p=0.038）。

结论与意义
ΔEM疫苗通过模拟天然感染的多抗原刺激，在呼吸道形成由S/N特异性CD8⁺ T细胞、黏膜IgA和系统抗体组成的多层次防御。其单轮复制特性从根本上解决了减毒疫苗重组风险，而模块化设计允许快速更新S蛋白以应对新变异株。该平台为开发广谱呼吸道疫苗提供了新范式，相关成果发表于《Nature Communications》。特别值得注意的是，ΔEM诱导的CD8⁺ T细胞能识别保守的N蛋白表位，这对抵御未来可能出现的高变异株具有战略价值。研究同时揭示，即使面对完全逃逸中和抗体的变异株（如XBB），T细胞免疫仍可提供实质性保护，这为下一代疫苗设计指明了方向。