科研進(jìn)展
蟲(chóng)媒病毒在全世界范圍內持續引發(fā)疫情,對人類(lèi)生命健康造成較大影響,但特異性防治手段卻極其有限。發(fā)熱伴血小板減少綜合征病毒(Severe Fever with Thrombocytopenia Syndrome Virus ,SFTSV)是近年來(lái)在亞洲國家持續流行的新型布尼亞病毒,其經(jīng)蜱蟲(chóng)叮咬實(shí)現跨種傳播,在蜱蟲(chóng)活動(dòng)季節如5-8月份引發(fā)感染高峰。人感染后的典型癥狀為持續性發(fā)熱、胃腸道不適、白細胞及血小板數目顯著(zhù)下降,嚴重者會(huì )出現多器官衰竭甚至死亡。近年來(lái),SFTSV由山林、農村地區向城郊傳播,在亞洲以外的國家如希臘、阿拉伯和美國等地也出現類(lèi)似病例,其總體流行區域呈現擴大化。然而,針對SFTSV感染臨床僅以支持性治療為主,目前尚無(wú)獲批的特異性藥物或疫苗。中國科學(xué)院武漢病毒研究所肖庚富/潘曉彥團隊和珠海麗凡達生物技術(shù)有限公司共同研制了一款SFTSV全長(cháng)Glycoprotein(GP) mRNA疫苗,并對該疫苗的保護機制和預防效果進(jìn)行了深入研究和評價(jià)。相關(guān)工作近期在國際專(zhuān)業(yè)病毒學(xué)期刊Journal of Virology(JVI)在線(xiàn)發(fā)表。
SFTSV基因組由L,M和S片段組成,其中M片段編碼囊膜糖蛋白前體GP,GP在內質(zhì)網(wǎng)中被加工成Gn/Gc異二聚體(在感染新的宿主細胞時(shí),Gn負責與受體結合,Gc則介導膜融合),該二聚體在高爾基體中進(jìn)一步形成非均質(zhì)的五聚體和六聚體,并包裹病毒遺傳物質(zhì)組裝成完整病毒粒子,病毒粒子通過(guò)囊泡運送至胞膜并釋放。因此,SFTSV GP主要是在胞內表達成熟,且在胞內完成組裝,促進(jìn)病毒粒子胞間傳遞。鑒于成熟SFTSV囊膜蛋白結構的復雜性,體外重組表達具有天然構象的囊膜蛋白難以實(shí)現,因此過(guò)往研究中基于Gn/Gc制備的重組蛋白亞單位疫苗難以提供有效體內保護。本研究正是基于Gn/Gc的功能特性和GP的表達特性,試圖利用mRNA疫苗的原位表達優(yōu)勢再現GP的天然表達過(guò)程,利用未經(jīng)改造的全長(cháng)GP mRNA疫苗,誘導針對GP的真實(shí)免疫反應進(jìn)而為SFTSV感染提供保護作用,在疫苗設計上做減法。
經(jīng)過(guò)體外哺乳動(dòng)物細胞表達驗證,全長(cháng)GP mRNA疫苗可在胞內有效表達。免疫原性測試結果表明,該疫苗可在小鼠體內誘導產(chǎn)生高滴度針對SFTSV Gn和Gc的特異性結合抗體,并對SFTSV活病毒產(chǎn)生高效中和作用;特別值得注意的是,該疫苗顯著(zhù)誘導T細胞免疫反應,表現為T(mén)h 1偏向型細胞免疫應答,并促進(jìn)記憶性效應T細胞(memory effector T cells,Tem)的生成。攻毒保護結果表明,1 μg該疫苗即可為致死劑量攻毒的A129小鼠提供100%保護,0.1 μg亦可提供90%保護,并有效避免病毒感染引發(fā)的組織損傷,該結果在腹腔攻毒和肌肉攻毒模型中均得到了驗證。另外,該疫苗誘導的免疫反應和保護作用在5個(gè)月內未見(jiàn)明顯減弱,預示其潛在的長(cháng)效保護作用。
(A-B:BALB/c小鼠經(jīng)過(guò)不同劑量GP mRNA疫苗接種后,體內體液免疫和細胞免疫應答情況;C:A129小鼠接種不同劑量疫苗后,經(jīng)腹腔和肌肉途徑實(shí)施致死劑量SFTSV攻毒,其體重及存活情況)
重要的是,該全長(cháng)GP mRNA疫苗對SFTSV同屬病原哈特蘭病毒(Heartland Virus,HRTV)和具有潛在致病風(fēng)險的古爾圖病毒(Guertu Virus,GTV)亦具有完全交叉保護作用,且該保護作用是在無(wú)交叉結合或中和抗體的情況下發(fā)生的。進(jìn)一步研究發(fā)現,來(lái)源于SFTSV GP的保守肽段可能誘導T細胞免疫進(jìn)而介導該保護作用的發(fā)生。本研究不僅鑒定了班達病毒屬(Bandavirus)病原的潛在交叉保護T細胞表位,同時(shí)也鑒定了一系列SFTSV GP來(lái)源的白纖病毒科(Phenuiviridae)潛在T細胞表位,提示SFTSV GP全長(cháng)提供廣譜表位和廣譜保護作用的可能性。
(A:AG129或A129小鼠接種疫苗后,經(jīng)腹腔和肌肉途徑實(shí)施致死劑量HRTV或GTV攻毒,小鼠存活率情況;B:班達病毒屬和白纖病毒科病原在布尼亞病毒目中的進(jìn)化位置;C: 來(lái)源于SFTSV全長(cháng)GP的保守表位分析;D: SFTSV GP的潛在T細胞保護性表位鑒定)
總之,該研究證明了基于全長(cháng)SFTSV GP構建的mRNA疫苗對SFTSV感染的高效保護性,并證明了其對班達病毒的廣譜交叉保護作用,提示其良好的應用前景。此外,該研究強調了T細胞免疫在介導班達病毒疫苗保護中的重要性,并提示基于保守T細胞表位設計廣譜疫苗的潛在可行性。
該工作主要由武漢病毒所博士生陸嘉和珠海麗凡達生物技術(shù)有限公司劉雋博士共同完成,武漢病毒所潘曉彥青年研究員、肖庚富研究員及珠海麗凡達生物技術(shù)有限公司彭育才博士為本文通訊作者。武漢病毒所鄧菲研究員和鄧增欽研究員為該研究提供了寶貴的實(shí)驗材料。該研究得到中國科學(xué)院青促會(huì )項目和武漢市知識創(chuàng )新專(zhuān)項的支持。