基于BCG初免-mRNA加强的Ag85B异源免疫策略显著增强小鼠抗结核免疫应答

【字体: 时间:2025年07月27日 来源:Biochemical and Biophysical Research Communications 2.5

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  针对结核病疫苗成人保护力不足的难题,泰国玛希隆大学团队创新性采用BCG初免-mRNA/LNP(脂质纳米颗粒)加强策略,编码结核分枝杆菌关键抗原Ag85B。研究发现该异源方案可诱导更强的Th1(IFN-γ+ T细胞)和多功能CD4+/CD8+ T细胞应答,显著抑制分枝杆菌生长,为结核疫苗研发提供新思路。

  

结核病至今仍是全球重大公共卫生威胁,每年导致130万人死亡,远超艾滋病相关死亡人数。尽管已有百年历史的卡介苗(BCG)能有效预防儿童重症结核,但其对成人肺结核的保护效果却波动在0-80%之间,这种"免疫保护的不确定性"成为结核防控的最大瓶颈。更棘手的是,传统同源加强策略难以突破免疫应答瓶颈,而亚单位疫苗又面临抗原谱狭窄的局限。在这样的背景下,玛希隆大学(Mahidol University)中央动物实验中心的研究团队独辟蹊径,将新冠疫苗中大放异彩的mRNA技术引入结核疫苗研发,探索出一条BCG初免-mRNA加强的"免疫增强新路径"。

研究人员采用脂质纳米颗粒(LNP)递送编码结核分枝杆菌(M. tb)关键分泌抗原Ag85B的mRNA,通过系统评估小鼠模型的体液和细胞免疫应答,发现这种异源免疫策略不仅能突破BCG单用的局限,还可产生"抗原扩散效应"——即对Ag85B之外的其他结核抗原也产生更强应答。这项突破性成果发表在《Biochemical and Biophysical Research Communications》,为新一代结核疫苗设计提供了重要范式转换。

关键技术方法包括:使用HEK293T细胞验证mRNA翻译效率,通过ELISA和ELISpot检测抗体滴度与IFN-γ分泌细胞,采用流式细胞术分析多功能T细胞(IFN-γ+TNF-α+IL-2+),并建立分枝杆菌生长抑制试验(MGIA)评估疫苗保护效力。所有实验均在ABSL-2实验室完成,使用8-9周龄雌性BALB/c小鼠。

【Ethics approval】
研究严格遵循玛希隆大学动物伦理委员会规范(协议号MUSC 65-015-608),所有操作在ABSL-2级实验室进行,确保生物安全与动物福利。

【Characterization of the mRNA formulated in LNP】
体外翻译实验显示LNP递送的mRNA能高效表达30 kDa的Ag85B蛋白。转染实验证实,无论是商业转染试剂还是LNP载体,均能在HEK293T细胞中检测到目标蛋白表达,为后续免疫实验奠定基础。

【结果核心发现】

  1. 双剂量Ag85B mRNA/LNP单独免疫即可诱导显著的Th1型免疫应答,脾脏和肺部均检测到高水平的IFN-γ+ T细胞和多功能CD8+ T细胞
  2. BCG初免-mRNA加强组展现"免疫协同效应":不仅对Ag85B的应答更强,对全菌抗原的免疫识别范围也显著扩大
  3. 流式分析揭示该策略特别促进CD4+ T细胞多能化,这种细胞表型与长效免疫记忆密切相关
  4. 分枝杆菌生长抑制实验证实,异源免疫组的细菌负荷降至所有实验组最低水平

【Discussion】
该研究首次证实mRNA-LNP平台与BCG的协同效应:Ag85B mRNA不仅作为抗原载体,更充当"免疫调节器",通过表位扩散(epitope spreading)机制打破BCG免疫局限。特别值得注意的是,LNP本身具有佐剂效应,其与mRNA形成的复合物可激活TLR通路,这可能是增强交叉抗原应答的关键。

这项由Eakachai Prompetchara和Tanapat Palaga领衔的研究,获得泰国国家疫苗研究所等机构资助,其重要意义在于:① 为突破BCG保护力天花板提供可量化方案;② 建立mRNA疫苗对抗复杂病原体的技术范式;③ 发现Ag85B可诱导CD4+/CD8+ T细胞协同应答的新证据。正如作者强调,这种"初免-加强"策略若能结合黏膜递送技术,或可进一步优化肺部免疫屏障构建,这将是未来研究的重要方向。

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