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迈安纳|【文献分享】基于人血清白蛋白的脂质纳米颗粒开发预防严重发热伴血小板减少综合征的mRNA疫苗
目前用于mRNA疫苗的脂质纳米颗粒(LNP)通常以聚乙二醇(PEG)作为稳定材料,但其安全性问题促使研究者寻找非PEG替代品。发热伴血小板减少综合征(SFTS)是一种病死率高达30%的致命人畜共患病,其发病率在中国、韩国和日本等东亚地区呈上升趋势,目前尚无获批疫苗或特异性抗病毒疗法。
本研究开发了SFTSV HSAmvac,一种以HSA-LNP为载体、编码SFTSV改良Gn蛋白的mRNA疫苗。该疫苗在BALB/c和C57BL/6小鼠中诱导了强烈的体液免疫和细胞免疫应答,并在IFNAR⁻/⁻小鼠中提供了对致死性攻击的完全保护,证明了HSA-LNP作为安全有效的mRNA疫苗递送系统的潜力。
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01
实验结果
Experimental
”
SFTSV HSAmvac的理性设计与纳米制剂
Gn蛋白是SFTSV表面的I型跨膜糖蛋白,其N端胞外域包含头部和茎部结构,C端为跨膜区,在病毒附着宿主细胞过程中发挥关键作用,因此是疫苗设计的理想靶标。为提高Gn蛋白的表达量和分泌效率,研究团队进行了三项关键改造:
·将Gn的天然信号肽替换为人血清白蛋白(HSA)的信号肽
·在跨膜区引入两处脯氨酸替换突变(460位VI→PP和490位LM→PP)
·对编码序列进行哺乳动物密码子优化
将优化后的HSA-Gn mRNA包裹于自主研发的HSA-LNP中,最终形成SFTSV HSAmvac疫苗制剂,其理化特性表征显示粒径均一、包封率高,为后续体内免疫研究奠定了基础。
图 1.以人血清白蛋白为基础的脂质纳米颗粒(LNP)中 SFTSV 预防性 mRNA 疫苗 HSAmvac 的制备及表征
SFTSV HSAmvac免疫诱导强烈的细胞因子应答
为系统评估HSAmvac的免疫原性,研究采用BALB/c(Th2偏向)、C57BL/6(Th1偏向)和IFNAR⁻/⁻(I型干扰素信号缺陷)三种小鼠模型,分别模拟不同遗传背景下的免疫应答特征。
图 2.由 HSAmvac 免疫接种诱导的实验小鼠细胞因子反应
SFTSV HSAmvac免疫诱导强烈的体液免疫应答
体液免疫应答是预防性疫苗的核心保护机制,研究通过多重微珠流式技术和纸基ELISA系统检测了五种抗体同种型的动态变化。
这一发现具有重大临床意义,因为中和抗体滴度已被证实是SFTSV疫苗保护效力的关键相关因素。
图 3.由 HSAmvac 免疫诱导的实验小鼠体液和细胞免疫反应
SFTSV HSAmvac免疫诱导强烈的细胞免疫应答
通过细胞内细胞因子染色(ICS)结合流式细胞术,研究深入分析了抗原特异性T细胞应答的质量和数量特征。
图 4 .HSAmvac 疫苗对小鼠感染发热伴血小板减少综合征病毒的保护效力
SFTSV HSAmvac免疫提供对SFTSV的完全保护
保护效力评估是疫苗研究的金标准,研究采用不同攻毒剂量(野生型小鼠1×10⁷ TCID₅₀,IFNAR⁻/⁻小鼠1×10⁵ TCID₅₀)以匹配各模型的敏感性差异。
图 5. 感染 SFTSV 后 1 天小鼠脾脏的病理总览
图 6 .HSAmvac 免疫对免疫小鼠在攻毒前或攻毒后血清中碱性磷酸酶(ALP)、谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)和尿素氮(BUN)水平的影响
SFTSV攻击后HSAmvac免疫小鼠诱导强烈的保护性B细胞应答
由于 HSAmvac 能够预防临床疾病,研究者进一步评估了其在 SFTSV 挑战后控制病毒复制的免疫反应。病原体感染通常会引发快速的细胞因子释放,导致有害的炎症和对多个组织的损害。
图 7.用 HSAmvac 疫苗免疫的小鼠对发热伴血小板减少综合征病毒(SFTSV)攻击的细胞因子反应
SFTSV攻击后HSAmvac免疫小鼠诱导强烈的保护性细胞免疫应答
该模型100%的存活率明确证明,在缺乏T细胞辅助的情况下,高滴度中和抗体单独即可提供完全保护,这为理解SFTSV的保护性免疫相关因素提供了重要见解,也提示HSAmvac在免疫缺陷人群(如老年人、免疫抑制患者)中可能仍具保护效力。
图 8 .HSAmvac 免疫小鼠对 SFTSV 感染的抗体和细胞免疫反应
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