《Influenza and Other Respiratory Viruses》:Immunogenicity of a Multi-Epitope Influenza Composite Peptide Vaccine Targeting Human, Swine, and Avian Viruses: Advancing Pandemic Preparedness
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背景(Background):新型重配甲型流感病毒(influenza A virus)毒株的出现及人畜共患传播至人群是全球大流行发生的关键因素,如2009年甲型H1N1猪流感大流行及当前高致病性禽流感A/H5N1(HPAI)的人畜共患威胁所示。由多个高度保守
背景(Background):新型重配甲型流感病毒(influenza A virus)毒株的出现及人畜共患传播至人群是全球大流行发生的关键因素,如2009年甲型H1N1猪流感大流行及当前高致病性禽流感A/H5N1(HPAI)的人畜共患威胁所示。由多个高度保守表位组成的小型非结合(unconjugated)合成肽疫苗,有望提供一种成本低、易规模化生产、跨季使用的通用流感疫苗策略,可同时靶向人、猪及禽源毒株,推进大流行防范准备。
目的(Objective):评估一种靶向人、猪及禽源流感病毒、合成的单一非结合多表位复合肽疫苗(LHNVD-110)的免疫原性。
方法(Methods):对远交系(outbred)小鼠接种不同剂量LHNVD-110,采用酶联免疫吸附试验(ELISA)、血凝素抑制试验(Hemagglutinin Inhibition Assay, HAI)、微量中和试验(Microneutralization Assay)及酶联凝集素试验(Enzyme-linked Lectin Assay, ELLA/NAI)评价其免疫原性。
结果(Results):针对血凝素(HA)、神经氨酸酶(NA)及基质蛋白(Matrix)表位产生了强效IgG1(Th2型)和IgG2a(Th1型)应答,且对多株甲型流感A/H1N1pdm09、A/H3N2、A/H5N1(HPAI)及乙型B/Victoria病毒具交叉反应性中和抗体,亦可抑制多种病毒HA和NA亚型,证实体液免疫应答具有广谱性。
结论(Conclusion):该单一非结合多表位复合肽疫苗可诱导强效且平衡的免疫反应,抑制人、猪及禽流感病毒多个HA和NA亚型。该方法提供了一种成本低、易规模化、适用于季节性及大流行情景的疫苗选项,具有开发为通用流感疫苗及提升大流行应对能力的潜力。
本文对发表于《Influenza and Other Respiratory Viruses》的研究论文进行解读。该研究针对当前季节性流感疫苗无法应对抗原漂移与新型重配毒株、现有通用流感疫苗候选仍面临生产工艺复杂及成本高昂等问题,开发了一种由甲型流感病毒血凝素(hemagglutinin, HA)、神经氨酸酶(neuraminidase, NA)及基质蛋白(Matrix protein, M1/M2/M2e)高度保守B细胞表位拼接而成、并偶联破伤风电破伤风毒素(tetanus toxoid)通用CD4? T细胞表位的单一非结合(unconjugated)合成多表位复合肽疫苗LHNVD-110,辅以角鲨烯水包油乳剂佐剂AddaVax经肌内注射免疫远交系ICR-CD-1小鼠,证实其可诱导针对人、猪及禽源流感A/B病毒的广谱结合与交叉中和抗体,并抑制HA及NA功能,为大流行防范背景下低成本、易规模化的通用流感疫苗研发提供了临床前依据。
主要关键技术方法:研究人员选用3~4周龄雌性远交系ICR-CD-1小鼠为动物模型,设置LHNVD-110肽疫苗(含HA、NA、Matrix及破伤风T细胞表位)联合AddaVax佐剂的2 μg、20 μg及40 μg三个剂量组,于第0、21、35天肌注免疫;于预设时间点采集血清,采用间接ELISA检测抗肽及抗全病毒IgG1/IgG2a结合抗体滴度,采用微量中和试验测定血清中和抗体效价,采用血凝素抑制试验(HAI)检测抗HA功能性抗体,采用酶联凝集素法(ELLA/NA抑制试验)检测抗重组N2(人源A/H3N2)及N4(禽源A/H4N4)神经氨酸酶抑制活性,数据以均值±标准差表示并行配对t检验统计分析。
研究结果如下:
3.1 抗血清对复合肽及各单独表位的应答(Antisera Responses to Composite Peptides and Individual Epitopes):研究人员通过ELISA检测发现,三个剂量组均产生强效抗HA+NA及抗Matrix复合肽IgG1抗体,20 μg和40 μg组初次免疫后第21天即可检出,2 μg组初次加强后(第35天)方达 detectable水平;40 μg组整体滴度显著高于2 μg组(p=0.05~0.01)。IgG2a(Th1相关)亦有检出,表明疫苗可同时激活Th2(体液)与Th1(细胞)免疫通路,且各单独HA、NA及Matrix表位均可被抗血清识别。
3.2 抗血清对人、禽及猪流感A/B病毒的结合滴度(Antisera Titers to Human, Avian, and Swine Influenza A and B Viruses):初次免疫后第21天未加强血清即能结合活人源A/H1N1pdm09、A/H3N2及B/Victoria病毒、灭活高致病性禽A/H5N1病毒及猪源A/sw/H1N1pdm09病毒,显示早期交叉反应性;加强免疫后结合滴度进一步升高,20 μg与40 μg组相当且高于2 μg组(p<0.01对A/H1N1pdm09),证实血清抗体具跨宿主谱系的广谱结合能力。
3.3 对季节性及大流行流感A病毒的识别、中和、血凝素抑制及神经氨酸酶抑制(Recognition, Neutralization, Hemagglutinin Inhibition, and Neuraminidase Inhibition of Seasonal and Pandemic Influenza A Viruses):加强后第49天血清对A/H1N1pdm09及A/H3N2病毒具高结合滴度;第63天混合血清对两株病毒的中和效价(microneutralization titer)均达1700~5000,且对A/H3N2的中和效价显著高于对A/H1N1pdm09(p=0.007);HAI试验亦检出血清对两株病毒的HA抑制活性。此外,三个剂量组血清均能显著抑制重组人源N2(源自A/H3N2)及禽源N4(源自A/H4N4)神经氨酸酶活性(≥50%抑制),其中20 μg组对人源N2的抑制率显著高于2 μg组(p=0.02),表明所诱导抗体具功能性抗NA活性。
讨论部分总结:研究人员指出,含高度保守表位的非结合小合成肽疫苗联合广泛MHC II类分子识别的破伤风通用T细胞表位,可在无载体蛋白偶联情况下规避抗载体抗体干扰,配合角鲨烯佐剂AddaVax增强固有及适应性免疫,实现剂量节约效应。本研究将前期双肽制剂(LHNVD-105)中具最强免疫原性与最广交叉反应性的表位整合为单一复合肽LHNVD-110,在远交系小鼠中经三剂免疫诱导了平衡Th1/Th2应答,血清抗体可识别并结合人季节性A/H3N2与2009大流行A/H1N1pdm09(含猪源衍生株)、高致病性禽A/H5N1及乙型B/Victoria病毒,具备中和A/H1N1pdm09与A/H3N2活病毒能力,并能抑制人源N2及低致病性禽源N4神经氨酸酶活性,从阻断病毒入侵(HA抑制)与释放(NA抑制)两方面发挥多靶点作用。单一肽设计较双肽组合更利于制剂均一性、工艺放大与生产质控,为大流行防范下的通用流感疫苗开发提供可行路径,后续需在更大样本及攻毒保护模型中进一步验证。
研究结论部分翻译:研究人员此前已证实由多个高度保守HA、NA及Matrix(M1/M2/M2e)表位构成、皂苷脂质体佐剂ALFQ(Army Liposome Formulation containing QS-21)配制的双肽流感疫苗之免疫原性。本研究所采用的单一肽策略靶向相同HA、NA及Matrix(M1/M2/M2e)表位,以角鲨烯水包油乳剂佐剂AddaVax配制,可对跨越人、禽及猪源流感A/B病毒多个HA与NA亚型诱导强效且平衡的免疫应答——这些病毒曾通过人畜共患引发全球大流行或当前仍具大流行威胁。设计包含流感HA、NA及Matrix多个高度保守表位的小型合成单一复合肽疫苗并证实其具强效、广谱反应及平衡免疫原性(无需偶联载体),为应对新型重配病毒经直接感染或人畜共患引发未来大流行提供了一种成本低廉、易规模化生产的策略,推动通用流感疫苗研发及高效大流行防范准备的达成。