多抗原SARS-CoV-2疫苗通过增强免疫应答和交叉保护应对变异株的突破性研究

本研究针对第一代COVID-19疫苗对SARS-CoV-2变异株保护效力下降的难题，开发了基于牛腺病毒(BAd)和人腺病毒(HAd)载体的多抗原疫苗策略。研究人员通过联合表达刺突蛋白(S)、膜蛋白(M)和核衣壳蛋白(N)并融合自噬诱导肽C5(AIP-C5)，在小鼠模型中实现了对Delta和Omicron变异株的100%生存保护，显著降低肺病毒载量。该研究为应对病毒逃逸突变提供了新型广谱疫苗设计范式。

　　

随着SARS-CoV-2持续变异，第一代仅靶向刺突蛋白(Spike, S)的疫苗面临严峻挑战。Delta和Omicron等变异株在S蛋白上的突变导致中和抗体逃逸，使得现有疫苗保护效力显著下降。更棘手的是，病毒已呈现地方性流行趋势，新出现的亚变异株如BA.2、XBB和KP.3等进一步加剧免疫逃逸风险。这种"疫苗追赶变异"的困境亟需开发能诱导广谱免疫应答的新策略。

美国普渡大学的研究团队在《npj Vaccines》发表突破性研究，创新性地采用牛腺病毒(BAd)和人腺病毒(HAd)载体平台，构建了同时表达S、M和N三种抗原并融合自噬诱导肽C5(AIP-C5)的多价疫苗。通过异源初免-加强策略，该疫苗在小鼠模型中成功诱导出强效的体液和细胞免疫，对Delta和Omicron变异株实现完全保护。尤为关键的是，研究发现M+N组合会意外导致免疫抑制，而加入S蛋白后可逆转这种负面效应，为多抗原疫苗设计提供了重要理论依据。

研究主要采用四种关键技术：1) 构建BAd/HAd载体表达系统，分别编码Delta株天然S、Omicron株稳定化S及保守的M/N蛋白；2) K18-hACE2转基因小鼠攻毒模型评估保护效力；3) ELISpot检测抗原特异性IFN-γ和IL-2分泌细胞；4) 病毒中和试验(VN)和TCID₅₀定量分析免疫保护效果。

主要研究结果
Development of strong antigen-specific humoral immune responses
通过ELISA检测发现，含S/C5的疫苗组血清IgG滴度达10⁴，肺灌洗液中IgA显著升高。但三抗原(S+M+N)组合会稀释S特异性抗体反应，VN滴度较单抗原组降低10倍。

Development of enhanced antigen-specific CMI responses
ELISpot显示AIP-C5使IFN-γ分泌细胞增加2-3倍。有趣的是，M/C5+N/C5组合会抑制N特异性T细胞反应，而加入S/C5后可使应答增强45%。

Protection efficacy in K18-hACE2 transgenic mice
攻毒实验显示，S/C5疫苗组对Delta和Omicron均实现100%存活，肺病毒载量降低4个对数级。但单独使用M/C5或N/C5仅提供部分保护，且M+N组合完全丧失保护作用。

Immunosuppressive effect of M/C5 and N/C5
机制研究发现M+N组合会显著增加IL-10和IL-4分泌细胞，诱导Th2型免疫偏移。这种免疫抑制可被S蛋白逆转，提示S在免疫调控中的核心地位。

该研究首次揭示SARS-CoV-2结构蛋白间存在复杂的免疫互作关系：保守抗原M和N虽能扩展T细胞应答，但不当组合反而导致免疫抑制；而S蛋白不仅是最主要的保护性抗原，还具有调节多抗原协同效应的功能。采用BAd载体平台克服了预存腺病毒免疫的问题，AIP-C5的加入使CMI反应提升3倍以上。这种"载体优化+多抗原协同+免疫增强"的三重策略，为开发应对快速变异病原体的广谱疫苗提供了全新思路，尤其对当前流行的JN.1和KP.3等变异株防控具有重要指导价值。