单剂ChAdOx2载体疫苗靶向CCHFV GP38、Gc或NP可诱导小鼠完全保护并揭示非中和抗体与T细胞免疫贡献

《eBioMedicine》：Immunogenicity and protective efficacy of single-dose adenoviral vaccines expressing Crimean-Congo haemorrhagic fever virus GP38, Gc, or nucleoprotein antigens in mice: a preclinical study

　　

背景：克里米亚-刚果出血热病毒（CCHFV）是一种高致病性、蜱传正内罗病毒，可导致严重人类疾病，但目前尚无获批疫苗或治疗药物。糖蛋白前体（GPC）及其GP38、Gn和Gc组分以及核蛋白（NP）已被作为疫苗靶点探索，成效不一。编码全长GPC的黑猩猩腺病毒载体（ChAdOx）疫苗此前在小鼠中提供完全保护，支持I期评价。然而，关键保护组分及疫苗诱导免疫机制仍不清楚。

方法：研究人员在致死性干扰素受体缺陷小鼠模型中评价了编码单个GPC亚单位（GP38、Gn或Gc）、全长GPC或NP的ChAdOx2疫苗。评估保护效力和免疫应答，以确定保护性免疫原和机制。

结果：单剂ChAdOx2-GP38或ChAdOx2-Gc接种可带来完全生存（每组6/6；与PBS相比均p = 0.0005），在21天研究终点时组织病理学改变和病毒RNA负荷极低，与全长GPC相当（6/6；与PBS相比p = 0.0005）。ChAdOx2-NP同样带来完全生存（6/6；与PBS相比p = 0.0008），并诱导强健的NP特异性免疫应答。相反，ChAdOx2-Gn仅带来部分生存（2/6；与PBS相比p = 0.0101），而低剂量GPC接种保护有限（1/6；与PBS相比p = 0.0617），其IgG应答受损但T细胞应答保留。免疫学分析显示，GP38、Gc和全长GPC构建体诱导强健抗体应答，具有相似的Fcγ受体结合能力且中和活性有限。

解释：这些发现确定GP38和Gc为各自可提供保护的免疫原，同时强化GPC和NP作为有效疫苗靶点。总体而言，这些数据支持非中和抗体和T细胞应答在抗CCHFV保护中的作用，并支持继续开发ChAdOx-载体疫苗用于临床。

资助：本研究由生物技术与生物科学研究理事会资助。

研究背景与问题：克里米亚-刚果出血热（CCHF）是一种由CCHFV引起的高病死率人兽共患蜱传病毒病，平均病死率约30%或更高，流行于非洲、中东和亚洲，并随Hyalomma蜱分布变化向欧洲扩展。当前尚无符合现代监管标准的CCHF疫苗，疫苗诱导的保护性免疫相关因素及GPC各组分贡献仍不清楚。既往ChAdOx2-GPC单剂可在小鼠中完全保护并进入I期临床，但全长GPC接近腺病毒插入上限且含可能非必需区域；GP38、Gn、Gc和NP作为单独抗原的保护价值及机制尚未明确。因此，研究人员构建ChAdOx2-GP38、-Gn、-Gc、-NP及全长GPC候选，在A129 IFNAR^?/?小鼠中比较保护效力与免疫特征。该研究发表于《eBioMedicine》。研究结论表明，GP38、Gc和NP可作为单独保护性抗原，GPC和NP仍是有效疫苗靶点，非中和抗体和T细胞应答参与保护，并支持ChAdOx载体疫苗继续临床开发。

技术方法概述（不超过250字）：研究人员构建ChAdOx2-GPC、-GP38、-Gn、-Gc和-NP候选，并以免疫印迹和GP38捕获ELISA验证抗原表达；在A129 IFNAR^?/?小鼠（Marshall BioResources，UK；Study I为42只雌性+42只雄性，Study II为48只雌性）中单剂肌内注射1×10⁸ IU，部分组为1×10⁶ IU，21天后以10 ffu CCHFV IbAr10200皮内攻击；监测生存、体重、体温和临床评分；终点进行肝脾组织病理学、RNAscope和RT-qPCR；免疫学采用IFN-γ ELISpot、TNF-α/IL-2 FluoroSpot、总IgG/亚类/亲和力ELISA、tecVLP中和试验及Luminex FcγR结合试验。

研究结果：
1. ChAdOx2候选疫苗可设计并稳健表达单个CCHFV抗原（GP38、Gn、Gc和NP）。研究人员通过免疫印迹和捕获ELISA检测转导细胞裂解液及上清，确认GP38可分泌、Gn和Gc按预期表达、NP在胞内稳健表达；结论为所有候选均成功表达并进入动物评价。
2. 单剂ChAdOx2疫苗表达GP38、Gc或NP可保护小鼠抵抗致死性CCHFV攻击，并伴最小病理和降低的病毒RNA水平。通过致死攻击后21天生存监测、临床评分、组织病理学、RNAscope和RT-qPCR，GP38、Gc、标准剂量GPC和NP组均6/6生存，Gn组2/6、低剂量GPC组1/6；保护组病理轻微且病毒RNA低或不可测。结论为GP38、Gc和NP单剂即可完全保护，Gn单独保护有限。
3. ChAdOx2-GP38和ChAdOx2-Gc接种诱导强健抗原特异性IgG应答，而低剂量ChAdOx2-GPC组该应答受损。通过攻击前血清标准化ELISA检测，GP38和Gc组诱导高滴度相应IgG，标准剂量GPC亦诱导GP38/Gc特异性IgG，低剂量GPC组GP38/Gc特异性IgG大多缺失，Gn组抗Gn IgG未检出。结论为强抗原特异性IgG与保护相关，低剂量GPC保护失败伴随抗体应答受损。
4. ChAdOx2疫苗接种诱导的GP38和Gc特异性抗体尽管IgG亚类不同，但具有相似Fcγ受体结合潜力。通过IgG亚类ELISA、亲和力ELISA、Luminex FcγR结合和PCA分析，GP38组IgG1较高，GPC组IgG2a较高；Gc组与GPC组Gc特异性亚类分布相近；GP38和Gc特异性抗体对FcγRIIb、FcγRIII和FcγRIV结合无显著组间差异。结论为抗原形式影响IgG亚类偏向，但FcγR结合潜力总体相似。
5. ChAdOx2-GP38和ChAdOx2-Gc诱导与两种剂量ChAdOx2-GPC相当的强健T细胞应答，支持体液免疫是GPC介导保护的主要驱动因素。通过M段肽池IFN-γ ELISpot及IL-2/TNF-α FluoroSpot，GP38、Gc和标准剂量GPC组T细胞应答强，低剂量GPC组T细胞应答保留；结论为T细胞应答单独不足以解释GPC保护，抗体应答更关键。
6. ChAdOx2-NP诱导T细胞应答和非中和抗原特异性IgG。通过NP特异性ELISA、tecVLP中和试验及M/S段肽池ELISpot，ChAdOx2-NP诱导强NP特异性IgG和高频NP特异性IFN-γ分泌细胞，中和活性很低或不可测；结论为NP单剂保护具有非中和抗体和T细胞免疫基础。

讨论与结论概述：讨论指出，GP38和Gc是ChAdOx2平台中可独立提供保护的GPC抗原，Gn免疫原性弱且保护有限；NP为保守且可单独保护的靶点。低剂量GPC虽保留T细胞应答却丧失保护，支持非中和抗体对GPC介导保护的重要性；GP38/Gc抗体亚类不同但FcγR结合相似，提示Fc依赖性效应机制可能参与。研究也指出平台特异性免疫相关因素、Gc中和抗体潜在贡献、GP38/Gc剂量反应和异源攻击尚未确定，终点采样时间不等限制急性期病毒复制评估，性别差异评估受限，载体对照偶有生存差异。研究结论部分翻译（Interpretation）：这些发现确定GP38和Gc为各自保护性免疫原，同时强化GPC和NP作为有效疫苗靶点。总体而言，这些数据支持非中和抗体和T细胞应答在抗CCHFV保护中的作用，并支持继续开发ChAdOx-载体疫苗用于临床。