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科研進(jìn)展

武漢病毒所肖庚富/潘曉彥團(tuán)隊(duì)合作研制發(fā)熱伴血小板減少綜合征病毒mRNA疫苗

發(fā)表日期:2024-06-11來源:武漢病毒研究所放大 縮小

蟲媒病毒在全世界范圍內(nèi)持續(xù)引發(fā)疫情,對(duì)人類生命健康造成較大影響,但特異性防治手段卻極其有限。發(fā)熱伴血小板減少綜合征病毒(Severe Fever with Thrombocytopenia Syndrome Virus ,SFTSV)是近年來在亞洲國家持續(xù)流行的新型布尼亞病毒,其經(jīng)蜱蟲叮咬實(shí)現(xiàn)跨種傳播,在蜱蟲活動(dòng)季節(jié)如5-8月份引發(fā)感染高峰。人感染后的典型癥狀為持續(xù)性發(fā)熱、胃腸道不適、白細(xì)胞及血小板數(shù)目顯著下降,嚴(yán)重者會(huì)出現(xiàn)多器官衰竭甚至死亡。近年來,SFTSV由山林、農(nóng)村地區(qū)向城郊傳播,在亞洲以外的國家如希臘、阿拉伯和美國等地也出現(xiàn)類似病例,其總體流行區(qū)域呈現(xiàn)擴(kuò)大化。然而,針對(duì)SFTSV感染臨床僅以支持性治療為主,目前尚無獲批的特異性藥物或疫苗。中國科學(xué)院武漢病毒研究所肖庚富/潘曉彥團(tuán)隊(duì)和珠海麗凡達(dá)生物技術(shù)有限公司共同研制了一款SFTSV全長Glycoprotein(GP) mRNA疫苗,并對(duì)該疫苗的保護(hù)機(jī)制和預(yù)防效果進(jìn)行了深入研究和評(píng)價(jià)。相關(guān)工作近期在國際專業(yè)病毒學(xué)期刊Journal of Virology(JVI)在線發(fā)表。

SFTSV基因組由L,M和S片段組成,其中M片段編碼囊膜糖蛋白前體GP,GP在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中被加工成Gn/Gc異二聚體(在感染新的宿主細(xì)胞時(shí),Gn負(fù)責(zé)與受體結(jié)合,Gc則介導(dǎo)膜融合),該二聚體在高爾基體中進(jìn)一步形成非均質(zhì)的五聚體和六聚體,并包裹病毒遺傳物質(zhì)組裝成完整病毒粒子,病毒粒子通過囊泡運(yùn)送至胞膜并釋放。因此,SFTSV GP主要是在胞內(nèi)表達(dá)成熟,且在胞內(nèi)完成組裝,促進(jìn)病毒粒子胞間傳遞。鑒于成熟SFTSV囊膜蛋白結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性,體外重組表達(dá)具有天然構(gòu)象的囊膜蛋白難以實(shí)現(xiàn),因此過往研究中基于Gn/Gc制備的重組蛋白亞單位疫苗難以提供有效體內(nèi)保護(hù)。本研究正是基于Gn/Gc的功能特性和GP的表達(dá)特性,試圖利用mRNA疫苗的原位表達(dá)優(yōu)勢(shì)再現(xiàn)GP的天然表達(dá)過程,利用未經(jīng)改造的全長GP mRNA疫苗,誘導(dǎo)針對(duì)GP的真實(shí)免疫反應(yīng)進(jìn)而為SFTSV感染提供保護(hù)作用,在疫苗設(shè)計(jì)上做減法。

經(jīng)過體外哺乳動(dòng)物細(xì)胞表達(dá)驗(yàn)證,全長GP mRNA疫苗可在胞內(nèi)有效表達(dá)。免疫原性測(cè)試結(jié)果表明,該疫苗可在小鼠體內(nèi)誘導(dǎo)產(chǎn)生高滴度針對(duì)SFTSV Gn和Gc的特異性結(jié)合抗體,并對(duì)SFTSV活病毒產(chǎn)生高效中和作用;特別值得注意的是,該疫苗顯著誘導(dǎo)T細(xì)胞免疫反應(yīng),表現(xiàn)為Th 1偏向型細(xì)胞免疫應(yīng)答,并促進(jìn)記憶性效應(yīng)T細(xì)胞(memory effector T cells,Tem)的生成。攻毒保護(hù)結(jié)果表明,1 μg該疫苗即可為致死劑量攻毒的A129小鼠提供100%保護(hù),0.1 μg亦可提供90%保護(hù),并有效避免病毒感染引發(fā)的組織損傷,該結(jié)果在腹腔攻毒和肌肉攻毒模型中均得到了驗(yàn)證。另外,該疫苗誘導(dǎo)的免疫反應(yīng)和保護(hù)作用在5個(gè)月內(nèi)未見明顯減弱,預(yù)示其潛在的長效保護(hù)作用。

(A-B:BALB/c小鼠經(jīng)過不同劑量GP mRNA疫苗接種后,體內(nèi)體液免疫和細(xì)胞免疫應(yīng)答情況;C:A129小鼠接種不同劑量疫苗后,經(jīng)腹腔和肌肉途徑實(shí)施致死劑量SFTSV攻毒,其體重及存活情況)

重要的是,該全長GP mRNA疫苗對(duì)SFTSV同屬病原哈特蘭病毒(Heartland Virus,HRTV)和具有潛在致病風(fēng)險(xiǎn)的古爾圖病毒(Guertu Virus,GTV)亦具有完全交叉保護(hù)作用,且該保護(hù)作用是在無交叉結(jié)合或中和抗體的情況下發(fā)生的。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),來源于SFTSV GP的保守肽段可能誘導(dǎo)T細(xì)胞免疫進(jìn)而介導(dǎo)該保護(hù)作用的發(fā)生。本研究不僅鑒定了班達(dá)病毒屬(Bandavirus)病原的潛在交叉保護(hù)T細(xì)胞表位,同時(shí)也鑒定了一系列SFTSV GP來源的白纖病毒科(Phenuiviridae)潛在T細(xì)胞表位,提示SFTSV GP全長提供廣譜表位和廣譜保護(hù)作用的可能性。

(A:AG129或A129小鼠接種疫苗后,經(jīng)腹腔和肌肉途徑實(shí)施致死劑量HRTV或GTV攻毒,小鼠存活率情況;B:班達(dá)病毒屬和白纖病毒科病原在布尼亞病毒目中的進(jìn)化位置;C: 來源于SFTSV全長GP的保守表位分析;D: SFTSV GP的潛在T細(xì)胞保護(hù)性表位鑒定)

總之,該研究證明了基于全長SFTSV GP構(gòu)建的mRNA疫苗對(duì)SFTSV感染的高效保護(hù)性,并證明了其對(duì)班達(dá)病毒的廣譜交叉保護(hù)作用,提示其良好的應(yīng)用前景。此外,該研究強(qiáng)調(diào)了T細(xì)胞免疫在介導(dǎo)班達(dá)病毒疫苗保護(hù)中的重要性,并提示基于保守T細(xì)胞表位設(shè)計(jì)廣譜疫苗的潛在可行性。

該工作主要由武漢病毒所博士生陸嘉和珠海麗凡達(dá)生物技術(shù)有限公司劉雋博士共同完成,武漢病毒所潘曉彥青年研究員、肖庚富研究員及珠海麗凡達(dá)生物技術(shù)有限公司彭育才博士為本文通訊作者。武漢病毒所鄧菲研究員和鄧增欽研究員為該研究提供了寶貴的實(shí)驗(yàn)材料。該研究得到中國科學(xué)院青促會(huì)項(xiàng)目和武漢市知識(shí)創(chuàng)新專項(xiàng)的支持。

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