鼻腔接种含刺突蛋白和核蛋白融合蛋白的疫苗：抗击新冠病毒变异株的新希望

时间：2025年4月19日

来源：npj Vaccines

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当前，肌肉注射疫苗因免疫衰减和新冠病毒变异株出现，预防重症 COVID-19 效果有限。研究人员开展了鼻腔亚单位疫苗 Nc-SwFN 的研究，结果显示该疫苗能诱导免疫反应、降低病毒传播。这为对抗新冠病毒变异株提供了新的疫苗候选方案。

新冠疫情给全球带来了巨大的健康危机，众多疫苗应运而生。然而，现有的肌肉注射疫苗主要基于刺突蛋白，虽然能诱导强大的全身免疫反应，预防重症 COVID-19，但由于免疫衰减和新冠病毒变异株的不断出现，其在预防感染和阻断病毒传播方面效果有限。这使得开发能诱导黏膜免疫、针对多种变异株的新一代疫苗迫在眉睫。

法国多个研究机构的研究人员开展了一项关于新型鼻腔亚单位疫苗的研究，相关成果发表在《npj Vaccines》上。他们设计了一种由武汉刺突蛋白和核蛋白组成的融合蛋白（SwFN），并将其与生物相容性黏膜纳米载体（Nc）结合，制备出鼻腔亚单位疫苗 Nc-SwFN。研究表明，该疫苗展现出良好的免疫效果和防护能力，为抗击新冠病毒变异株带来了新的希望。

研究人员用到的主要关键技术方法包括：通过基因工程技术构建并表达融合蛋白和相关对照蛋白；运用多种色谱技术对蛋白进行纯化；使用动物模型，如 BALB/c 小鼠、K18-hACE2 小鼠和叙利亚金黄地鼠，进行免疫原性、保护效果和病毒传播实验；采用 ELISA、中和试验、细胞因子检测、流式细胞术等方法分析免疫反应和病毒载量。

下面介绍该研究的具体结果：

疫苗蛋白的特性：SwFN 融合蛋白成功制备，其生产产量为 60mg/L，通过蛋白 A 亲和层析可有效纯化。该蛋白能与黏膜纳米载体表面结合，模拟天然病毒粒子形态特征，且与相关抗体特异性结合，证实了其正确的构象和免疫反应性。
诱导的体液免疫反应：用 Nc-SwFN 免疫小鼠后，与对照组相比，小鼠血清和黏膜（鼻腔和支气管肺泡灌洗液）中产生了更高水平的抗刺突蛋白 IgG 和 IgA 抗体，且这些抗体对武汉株和 Delta 株具有中和能力。同时，疫苗蛋白与 Nc 的复合是诱导黏膜水平体液免疫原性的前提，Nc-SwFN 疫苗在诱导黏膜抗刺突抗体方面优于基于刺突蛋白的疫苗。
诱导的细胞免疫反应：Nc-SwFN 疫苗能诱导针对核蛋白和不同变异株刺突蛋白的特异性细胞免疫反应。在系统免疫和肺部免疫反应中，产生了如 IFN-γ、IL-2 和 IL-17A 等细胞因子。此外，还分析了效应和记忆 T 细胞亚群的功能特征，发现 Nc-SwFN 疫苗能诱导循环和组织驻留的记忆 T 细胞，有助于提供长期的免疫保护。
对实验动物的保护效果：在 K18-hACE2 小鼠感染 Delta 变异株的实验中，Nc-SwFN 疫苗保护小鼠免受体重减轻、发病和死亡，且大脑中未检测到病毒。在叙利亚金黄地鼠模型中，接种 Nc-SwFN 疫苗的地鼠在感染 Delta 或武汉株后，体重下降更少，肺部和上呼吸道的病毒载量显著降低。
对病毒传播的影响：将接种 Nc-SwFN 疫苗并感染的地鼠与未感染的地鼠共同饲养，与对照组相比，实验组未感染地鼠的体重变化更小，肺部和鼻腔的病毒载量显著降低，表明 Nc-SwFN 疫苗可有效阻断病毒传播。

研究结论和讨论部分指出，Nc-SwFN 疫苗通过与 Nc 的静电相互作用，增强了免疫原性，能诱导强大的体液和细胞免疫反应，包括产生具有交叉保护活性的黏膜 IgA 抗体和针对多种变异株的细胞免疫。该疫苗在动物模型中展现出对 SARS-CoV-2 感染的高效保护，不仅减少了接种动物的发病和死亡，还显著降低了病毒传播，有望成为一种针对当前和新兴 SARS-CoV-2 变异株的广谱疫苗。这项研究为呼吸道传染病的预防开辟了新途径，为未来黏膜疫苗的开发提供了重要参考。