中科院微生物所孟頌東團隊設計新型佐劑流感疫苗

目前,流感病毒仍然是威脅人類公共衛(wèi)生健康領域的重要呼吸道病原之一,季節(jié)性流感爆發(fā)或偶發(fā)的流感病毒跨種傳播和大流行給人類健康和社會經濟帶來重大影響。

疫苗免疫是預防流感病毒感染最有效的方法,當前疫苗免疫策略主要通過誘導識別流感病毒血凝素蛋白HA的特異性中和抗體抵御病毒感染。

然而,流感病毒作為RNA病毒,基因組突變頻率較高,產生抗原漂移,或發(fā)生基因重排導致抗原轉換,針對上述流感病毒的潛在威脅,迫切需要研究新型、廣譜性的通用流感疫苗,以期實現(xiàn)對不同流感毒株的有效保護。

面對變化多端的流感病毒,有效激活針對病毒保守結構區(qū)域的免疫應答是實現(xiàn)廣譜性流感疫苗的有效方法,一系列研究在小鼠、雪貂等模型中證明靶向病毒保守結構區(qū)域,如基質蛋白M2或HA莖部區(qū)域的特異性抗體能夠有效治療或預防不同流感毒株的感染。

然而,相對繁瑣的免疫方式以及抗體引發(fā)的一些副作用等問題仍有待進一步解決優(yōu)化。研究證實,在缺乏中和抗體的條件下,針對病毒保守結構域的特異性T細胞應答能夠有效介導針對不同毒株的交叉保護性反應,提示特異性T細胞應答反應在新型廣譜性流感疫苗設計中的潛在價值。

中科院微生物所孟頌東團隊十多年來長期從事熱休克蛋白gp96免疫學功能研究,該團隊近期研究發(fā)現(xiàn),以熱休克蛋白gp96為佐劑聯(lián)合商業(yè)性單價滅活H1N1流感疫苗免疫小鼠,能夠有效誘導小鼠產生針對H1N1、H3N2、H7N9等不同亞型流感病毒毒株的保護性免疫應答。

進一步免疫學機制研究表明,以gp96蛋白為佐劑聯(lián)合單價滅活流感疫苗免疫小鼠,能夠顯著增強疫苗特異性T細胞應答反應,有效誘導小鼠產生針對不同毒株的交叉反應性CD8+ T細胞應答,活化多個針對病毒結構蛋白NP、HA、M1、PB1保守結構區(qū)域的CD8+ T細胞應答反應。

免疫保護實驗證明,這6個針對病毒保守結構域的特異性T細胞表位可以發(fā)揮協(xié)同作用,共同介導gp96佐劑誘導的交叉保護。利用生物信息學方法比對3萬余株流感病毒序列,結果表明上述6種保護性T細胞表位能引發(fā)交叉保護應答并在所有比對序列中高度保守(下圖),提示以gp96為佐劑的新型流感疫苗具有廣譜性應用潛力。

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圖例: 6個流感病毒保護性保守T細胞表位可引發(fā)對不同毒株的交叉免疫保護(A和B),以及在不同毒株中的序列比對結果(C)。

孟頌東團隊利用漢遜酵母、昆蟲桿狀病毒等蛋白表達系統(tǒng)實現(xiàn)了臨床級別重組gp96蛋白的快速大量制備(J Biotechnol. 151(4):343-9,2011)。下一步將在靈長類動物模型中驗證該疫苗的交叉保護潛力。鑒于T細胞應答在清除病毒感染、介導交叉保護中的核心作用,以gp96為佐劑的新型廣譜性流感疫苗設計,也為其它重要傳染性疾病病原的新型佐劑疫苗研發(fā)提供了新的思路。

上述研究已經在線發(fā)表在Journal of Virology ,論文的一作是張含,這是該研究組在新型通用流感疫苗研究方面發(fā)表的第二篇論文,前期研究已經發(fā)表在Vaccine(32(23):2703-11(2014))。該研究得到中科院戰(zhàn)略性先導科技專項(B類)(XDB29040000)的資助。

論文鏈接:

https://jvi.asm.org/content/early/2021/04/02/JVI.00507-21