基于UpA/CpG同义突变设计的减毒活疫苗(LNP-vRNA)预防慢性HCV样感染的研究

本研究针对丙型肝炎病毒(HCV)疫苗研发难题，通过同义突变增加啮齿类肝炎病毒(RHV)基因组UpA/CpG二核苷酸频率，成功构建减毒活疫苗(LAV)。研究团队采用脂质纳米颗粒(LNP)递送病毒RNA(vRNA)的非病毒策略，在大鼠模型中证实该疫苗可诱导强烈的T细胞免疫应答，使75-85%接种者清除野生型RHV-rn1感染。该成果为开发预防慢性HCV感染的疫苗提供了新思路，相关技术路线具有明确的临床转化潜力。

　　

在全球范围内，丙型肝炎病毒(HCV)感染仍是重大公共卫生挑战。尽管直接抗病毒药物(DAA)能治愈多数感染者，但每年新增病例仍超百万，凸显预防性疫苗的迫切需求。HCV疫苗研发面临三大瓶颈：缺乏理想动物模型、病毒基因高度变异、慢性化机制不明。特别值得注意的是，先前基于腺病毒载体(AdV)的T细胞疫苗临床试验未能预防慢性感染，这促使科学家重新审视疫苗设计策略。

Nationwide Children's Research Institute的研究团队另辟蹊径，利用与HCV高度相似的啮齿类肝炎病毒(RHV-rn1)模型开展研究。该团队发现，通过计算机辅助设计增加病毒基因组特定区域(特别是编码E2-p7-NS2-NS3的R3区)的UpA/CpG二核苷酸频率，可显著降低病毒复制能力而不改变编码蛋白。这种基于"基因组组成工程"的策略产生了具有自我限制性感染的减毒株R3-UpA^high，接种后能诱导强烈的肝组织驻留记忆T细胞(T_RM)反应。

研究采用三大关键技术：1) 计算机辅助的基因组区域选择与同义突变设计；2) 脂质纳米颗粒(LNP)封装病毒RNA的非病毒递送系统；3) 利用Lewis大鼠模型评估疫苗效力。通过系统比较CDLR(保留二核苷酸频率的随机突变)、UpA^high和CpG^high三种突变类型的免疫原性，发现R3-UpA^high突变株能诱导最均衡的T细胞应答。

疫苗设计与特性

通过最小折叠能量差异(MFED)分析锁定基因组R3区(2499-3860nt)作为最佳突变靶点。R3-UpA^high突变株含160个同义突变，UpA频率提高3.2倍。该突变株在正常大鼠中仅引起短暂低水平病毒血症(1-2周)，而在CD4⁺ T细胞缺陷大鼠中则持续复制，证实其衰减依赖于完整免疫应答。

免疫应答特征

疫苗接种诱导的T细胞主要靶向非结构蛋白(NS3-5B)，肝脏中抗原特异性CD8⁺ T细胞频率达2-7%，且高表达CXCR3、低表达CD62L，呈现典型T_RM表型。小鼠模型进一步揭示，与野生型病毒相比，R3-UpA^high诱导的CD8⁺ T细胞数量较少但功能更优，PD-1表达水平更低。

保护效果评估

在24只LNP-vRNA疫苗接种大鼠中，21只(87.5%)成功清除后续野生型病毒攻击。值得注意的是，保护效果与急性期病毒载量控制密切相关——清除组大鼠在攻击后7天的病毒滴度显著低于慢性化组(10^4.2 vs 10^6.8 VGE/mL)。CD8⁺ T细胞耗竭实验证实，疫苗保护作用主要依赖细胞免疫。

免疫增强效应

成功清除首次攻击的大鼠对二次感染表现出更强抵抗力，病毒载量降低10倍以上。这种"免疫印记"现象提示，LAV诱导的保护力可通过自然感染得到加强，这对应对HCV基因多样性具有重要意义。

该研究首次证明：1) 通过调控病毒基因组二核苷酸组成可实现安全有效的减毒；2) 非病毒载体(LNP)递送策略能成功模拟自然感染过程；3) T_RM细胞是预防慢性化的关键效应细胞。这些发现不仅为HCV疫苗研发提供了新范式，其"基因组组成工程"策略也可拓展至其他慢性病毒感染疫苗的设计。特别值得注意的是，LNP递送平台避免了传统减毒活疫苗的潜在安全风险，更具临床转化前景。

研究同时指出，约15-25%接种者仍会慢性化，这可能与个体免疫应答差异有关。未来研究需探索如何通过多价疫苗或异源初免-加强策略提高对HCV不同基因型的交叉保护。总体而言，这项发表在《Nature Communications》的工作为终结HCV流行带来了新希望，其创新思路也将推动整个抗病毒疫苗领域的发展。