优化狂犬病 mRNA 疫苗效能:结构域筛选与异源初免 - 加强免疫策略

时间:2025年3月3日
来源:npj Vaccines 7

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为解决现有狂犬病疫苗的不足,研究人员探究 RABV-G 结构域及免疫策略,发现全长 RABV-G mRNA 疫苗潜力大。

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狂犬病,一种由狂犬病病毒(RABV)引发的人畜共患疾病,如同隐藏在暗处的 “杀手”,一旦发病,致死率几乎高达 100%。它主要破坏人类和动物的中枢神经系统,给全球公共卫生带来了巨大威胁。目前,市面上的狂犬病疫苗主要包括灭活狂犬病病毒疫苗(IRV)、减毒活疫苗和病毒载体疫苗等。IRV 虽广泛应用,但存在诸多问题,比如需要多次注射,这不仅增加了接种者的负担,还导致依从性较低,成本也相对较高。而且,其生产过程中残留的宿主细胞 DNA 也引发了人们对安全性的担忧。减毒活疫苗虽能单剂提供持久保护,却有回复致病性和潜在生物组分相互作用的风险。因此,开发一种安全、高效且成本效益高的狂犬病疫苗迫在眉睫。
吉林大学的研究人员为了解决这些问题,开展了一项关于优化狂犬病 mRNA 疫苗效能的研究。他们的研究成果发表在《npj Vaccines》上,为狂犬病的预防带来了新的希望。

在这项研究中,研究人员主要运用了以下几种关键技术方法:首先是 mRNA 合成与体外表达技术,通过构建一系列编码不同 RABV-G 结构域的 mRNA 来进行后续实验;其次是动物实验,利用 BALB/c 小鼠模型评估疫苗的免疫原性和保护效率;还有转录组分析技术,用于探究疫苗对小鼠免疫微环境的影响 。

下面来看具体的研究结果:

  1. RABV-G mRNA 疫苗的制备与表征:研究人员成功合成了编码 RABV-G 全长(RABV-Full)、胞外区 - 跨膜区(RABV-TE)、胞外区(RABV-E)和 RABV-R333Q 的 mRNA,并将其封装到脂质纳米颗粒(LNPs)中。这些 mRNA 疫苗在长度、蛋白表达量、LNP 粒径、多分散指数(PDI)和封装效率等方面均符合实验要求。
  2. 疫苗诱导的免疫反应:通过酶联免疫吸附试验(ELISA)和快速荧光灶抑制试验(RFFIT)检测发现,RABV-Full 和 RABV-R333Q 诱导的结合抗体和中和抗体水平较高,RABV-TE 诱导的水平较低,RABV-E 几乎不能诱导中和抗体。在细胞免疫反应方面,RABV-Full 和 RABV-R333Q 诱导产生的干扰素 -γ(IFN-γ)分泌型脾细胞数量最多,细胞免疫反应较强。
  3. 疫苗的保护效率:对小鼠进行脑内病毒攻击实验后发现,RABV-R333Q 和 RABV-Full 能为小鼠提供最佳保护,使小鼠存活率达到 100%;RABV-TE 的保护效果次之;RABV-E 则几乎不能提供有效保护。
  4. 异源初免 - 加强免疫的免疫评估:研究人员探究了 RABV-Full 和 IRV 的异源初免 - 加强免疫策略,发现 IRV > RABV-Full 或混合制剂能引发更高的短期抗体水平,而 mRNA 初免方案(2×RABV-Full 和 RABV-Full>IRV)在加强免疫后中和抗体水平更高。在保护效率上,IRV > RABV-Full 比 RABV-Full>IRV 更高。
  5. 狂犬病 mRNA 疫苗和 IRV 的转录组分析:转录组分析显示,狂犬病 mRNA 疫苗能比 IRV 更强烈地激活免疫相关信号通路。mRNA 疫苗不仅激活了 MHCII 相关基因,还刺激了 MHCI 通路,增强了细胞免疫;而 IRV 主要通过经典 MHCII 途径增强体液免疫。

综合研究结果与讨论部分,这项研究意义重大。研究证明了编码全长 RABV-G 的 mRNA 疫苗,无论是否带有 R333Q 突变,都能诱导强大的体液免疫和细胞免疫反应,为抵御致死性狂犬病病毒攻击提供完全保护。同时发现 RABV-G 的胞质结构域(CD)虽不是产生中和抗体所必需的,但对增强 mRNA 疫苗的免疫原性和保护效力起着关键作用。此外,异源初免 - 加强免疫策略为优化狂犬病疫苗接种方案提供了新方向,尤其是 “IRV 初免和 RABV-Full 加强” 的策略展现出巨大潜力。这些发现为设计更有效的狂犬病 mRNA 疫苗提供了重要依据,有助于推动狂犬病预防领域的发展,有望为全球狂犬病防控带来新的突破 。
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