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本研究针对当前流感疫苗保护效率有限、抗原变异频繁等问题,开发了一种基于减毒沙门氏菌(Salmonella)的HA/NA表位递送系统。通过甲病毒RNA依赖的RNA聚合酶(RdRp)驱动抗原表达,结合T4噬菌体纤维蛋白三聚化结构域优化抗原呈递,在小鼠模型中成功诱导了Th1/Th2平衡的免疫反应,对多种H1N1毒株(包括A/PR/8/34和A/Brisbane/59/2007)展现出交叉保护作用,为广谱流感疫苗开发提供了新策略。
流感病毒每年导致全球数百万人感染,传统疫苗面临抗原漂移、保护效率有限(仅40-60%)和依赖鸡胚生产的瓶颈。尤其HA受体结合区(RBS)的高变异性使得广谱疫苗开发困难重重。沙门氏菌作为天然靶向抗原呈递细胞的载体,能同时激活黏膜和系统免疫,但其毒力调控与胞内递送效率一直是技术难点。
Jeonbuk国立大学的Jun Kwon团队通过基因改造构建了超侵袭性减毒沙门氏菌株JOL3143,删除毒力基因lon/cpxR/sifA和asd,确保快速清除且稳定携带质粒。研究创新性地将HA(含5个保守表位)与NA(含214-238表位)通过弗林蛋白酶切割位点连接,C端融合T4噬菌体纤维蛋白形成三聚体,并采用甲病毒RdRp驱动表达系统增强胞内mRNA扩增。通过免疫荧光和Western blot验证抗原表达后,团队在BALB/c小鼠中开展免疫攻毒实验。
3.1 抗原设计
通过COBRA方法筛选H1N1毒株的HA/NA保守表位,HA设计保留RBS关键位点(190/225/226/158)和融合肽区,NA则采用T4纤维蛋白三聚化。生物信息学预测显示该结构具有高抗原性(ANTIGENpro评分>0.8)。
3.3 体液免疫应答
ELISA显示JOL3143组在加强免疫后IgG滴度显著升高,IgG2a/IgG1比值0.5-2.0表明Th1/Th2平衡。值得注意的是,IgG3(识别抗原漂移关键亚型)在21-28天显著上升,HI和中和抗体实验证实对4种异源H1N1毒株的交叉保护。
3.4 细胞免疫应答
流式细胞术显示CD3+CD4+和CD3+CD8+T细胞比例在加强免疫后7天即显著增加,MTT实验证实抗原特异性增殖反应。qPCR揭示Th1细胞因子(IFN-γ/TNF-α/IL-12)和Th17相关因子(IL-17/IL-23)协同上调。
3.6 攻毒保护
免疫组在A/PR/8/34攻毒后体重稳定,肺组织病毒载量降低2-3个数量级,病理切片显示肺泡结构完整。对A/Brisbane/59/2007等异源毒株也展现显著保护,HI效价达1:128。
3.7 长效免疫
56天后分离的脾细胞仍能对HA/NA刺激产生IFN-γ应答,CD4+记忆T细胞维持基线活性,证实免疫记忆持续至少6周。
该研究首次将沙门氏菌载体与甲病毒RdRp系统结合,通过结构生物学指导的多表位设计,实现流感疫苗的"一石三鸟":① 毒力可控的载体安全递送;② 三聚化表位增强抗原呈递;③ RdRp系统突破内体逃逸瓶颈。相比传统疫苗,该策略不仅诱导更全面的Th1/Th2/Th17应答,其模块化设计还可快速适配新发毒株,为应对流感大流行提供技术储备。论文发表于《Materials Today Bio》,为细菌载体-表位疫苗的临床转化树立了新标杆。
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