EcoCRM、病毒样颗粒及mRNA疫苗平台针对伯氏疏螺旋体（Borrelia burgdorferi）的效果评估

莱姆病（Lyme disease, LD）是美国最常见的虫媒传染病，每年约影响476,000人且发病率持续上升。目前预防主要依赖驱虫剂和蜱虫检查等个人防护措施，因此亟需新型预防手段如疫苗。本研究以非脂化外膜蛋白A（Outer Surface Protein A, OspA）为模型抗原，评估三种疫苗平台的免疫原性与保护效力：与CRM197结合的重组OspA（EcoCRM OspA）、基于SpyTag/SpyCatcher技术的病毒样颗粒疫苗（OspA-SpyVLP）以及mRNA疫苗构建体（OspA mRNA）。研究人员在C3H小鼠中采用针注攻击模型进行比较。通过酶联免疫吸附实验（ELISA）定量抗OspA和抗伯氏疏螺旋体抗体，并进一步分析IgG亚类、抗体亲和力及抗体分泌细胞（ASC）的存在情况。结果显示所有疫苗配方均具免疫原性，并在实验期间诱导相似水平的抗原特异性血清IgG，但在加强免疫后两周，各平台在抗体分泌细胞数量、IgG1/IgG2亚类比例及抗体亲和力方面存在显著差异。通过PCR和暗视野显微镜检测攻击后的器官阳性率，发现重组非脂化OspA与OspA-SpyVLP可显著减少阳性器官数量，优于磷酸盐缓冲液对照组。体外杀螺旋体活性检测显示，OspA-SpyVLP免疫血清的杀螺旋体滴度较重组OspA高出16倍。综上，疫苗平台的选择显著影响基于OspA的莱姆病疫苗的免疫原性与效力，应在开发过程中予以考虑。

研究背景方面，莱姆病由伯氏疏螺旋体（Borrelia burgdorferi sensu stricto）引起，经黑腿蜱（Ixodes scapularis 和 Ixodes pacificus）传播，是美国最常见的虫媒传染病，年新增病例约476,000例且呈上升趋势。由于宿主生态多样性、气候变化及人类活动扩张，其地理分布不断扩大。当前缺乏FDA批准的人用疫苗，防控依赖个人防护，迫切需要新型疫苗。历史上，LYMErix®是唯一获批的人用莱姆病疫苗，但因市场原因于2002年退市，此后无新疫苗上市。伯氏疏螺旋体缺乏传统细菌疫苗靶点（如脂多糖和毒素），OspA因在蜱中肠高表达且在不同菌株间相对保守，成为候选抗原，但其保护期短。本研究旨在比较不同疫苗平台——EcoCRM OspA、OspA-SpyVLP和OspA mRNA——在免疫原性、杀螺旋体活性和小鼠攻毒保护中的作用，以优化莱姆病疫苗设计。

关键技术方法方面，研究人员使用5周龄雌性C3H/HeNHsd小鼠，采用肌内注射免疫与加强策略，分别在初次免疫后4周进行加强免疫。疫苗剂量统一标准化，重组蛋白疫苗辅以氢氧化铝佐剂，mRNA疫苗利用脂质纳米颗粒（LNP）封装。攻毒采用皮内针注法接种伯氏疏螺旋体N40株，剂量为10⁴个螺旋体。免疫原性评价通过ELISA检测抗OspA和抗伯氏疏螺旋体IgG及其亚类、亲和力指数和抗体分泌细胞（ELISpot）。保护效力通过攻毒后14天采集心、膀胱、淋巴结、脾、关节、耳及感染部位皮肤，利用PCR和暗视野显微镜判定器官阳性率。体外杀螺旋体活性测定采用补体依赖性杀伤实验，结合暗视野显微镜计数存活螺旋体。

研究结果方面，首先在“疫苗平台与配方开发”部分，研究人员构建了非脂化重组OspA（rOspA）、EcoCRM OspA融合蛋白，以及利用SpyTag/SpyCatcher技术将OspA展示于SpyCatcher003-mi3病毒样颗粒（OspA-SpyVLP），并通过透射电子显微镜确认其平均粒径约为20 nm，结合效率在79%–96%。mRNA疫苗构建体设计为表面表达型，并在N端融合小鼠免疫球蛋白重链信号肽，C端融合CD80跨膜域。

在“所有疫苗平台均诱导抗OspA和抗伯氏疏螺旋体IgG应答”部分，ELISA结果显示各平台均在初次免疫后25天产生显著抗体反应，并持续至研究结束。OspA-SpyVLP组与OspA mRNA组的抗体水平在加强后分别高于rOspA组和全细胞疫苗组。抗体亚类分析显示，OspA mRNA组偏向Th1型免疫应答（IgG2a占优势），而其他平台偏向Th2型。亲和力指数方面，OspA-SpyVLP组抗OspA和抗伯氏疏螺旋体抗体亲和力高于其他组，但总体亲和力仍低于既往兽医疫苗结果。抗体分泌细胞检测显示，仅EcoCRM OspA组骨髓中抗OspA IgG抗体分泌细胞显著高于对照组。

在“rOspA与OspA-SpyVLP对皮内感染提供最高保护水平”部分，攻毒后14天，PBS对照组平均每个小鼠有5–6个器官阳性，rOspA和OspA-SpyVLP组显著减少阳性器官数，EcoCRM OspA、全细胞疫苗及OspA mRNA组未显著降低器官阳性率。

在“OspA-SpyVLP免疫血清表现出最强杀螺旋体活性”部分，体外补体杀伤实验显示，OspA-SpyVLP组血清的杀螺旋体滴度比rOspA组高16倍，而OspA mRNA组未检测到显著杀螺旋体活性。

讨论部分总结，疫苗平台显著影响抗体质量与保护效力，OspA-SpyVLP在抗体亲和力与杀螺旋体活性方面表现最佳，并与rOspA同为高保护效力的平台。研究人员指出，低抗体亲和力可能与抗原剂量及佐剂选择有关，并强调未来应结合多抗原、优化佐剂及使用蜱传感染模型以提升疫苗持久保护力。论文发表于《Vaccine》，表明平台选择是莱姆病疫苗研发的重要考量因素，为后续多价疫苗设计与临床前评估提供了依据。