柳叶刀子刊发表中科院严景华、姚永刚团队文章，研发高效蛋白疫苗同时预防新冠、流感！

2022-10-20 22:10

冠状病毒(CoVs)和甲型流感病毒(IAV)是感染人类呼吸系统的主要病原体，且每年造成数百万人感染，并导致大量死亡病例。以往的研究表明，2019年底新冠肺炎疫情期间，SARS-CoV-2与IAV的合并感染率高达49.8%。病例研究分析还证实，流感使SARS-CoV-2的传播增加了2-2.5倍，合并感染导致死亡风险增加5.9倍，特别是在老年和肥胖患者中。到目前为止，还没有临床有效的预防药物可以同时预防SARS-CoV-2和IAV感染，这表明迫切需要开发联合疫苗来应对当前的局势。

2022年10月，柳叶刀子刊《eBioMedicine》杂志在线发表了一篇来自中国科学院微生物研究所严景华团队和中国科学院昆明动物研究所姚永刚团队合作研究的文章：A combination vaccine against SARS-CoV-2 and H1N1 influenza based on receptor binding domain trimerized by six-helix bundle fusion core。该研究设计了一种针对I类病毒融合蛋白非标签化的SARS-CoV-2 RBD三聚体和流感H1N1 HA1三聚体免疫原。

搭配新型佐剂，RBD三聚体诱导的中和抗体滴度显著高于RBD单体、RBD二聚体和S蛋白胞外段三聚体。按照同样思路设计的流感H1N1 HA1三聚体也表现出较强的免疫原性。并且，由RBD三聚体和HA1-三聚体组成的联合疫苗在小鼠模型中对SARS-CoV-2和H1N1流感病毒合并感染产生了完全保护效果，为疫苗的进一步临床研究提供了支持。

大量研究表明，位于新冠病毒S蛋白S1亚基c端的受体结合结构域（RBD）具有免疫优势，是COVID-19康复期患者血清中约90%中和抗体活性的靶点。对于流感病毒而言，HA的受体结合亚基HA1也是该蛋白的免疫优势结构域，是流感疫苗或感染诱导的大多数中和抗体应答的靶点。

然而，由于单体RBD和HA1蛋白免疫原性低，采用多聚化策略则可以显著增强对病原体的体液免疫应答。传统策略包括将RBD与人IgG Fc融合成二聚体、T4三聚体标签融合，以及病毒样颗粒等。但是这些方法不可避免地引入了外源性蛋白，可能引起一些额外的疫苗安全性问题。此外，再接种同一策略开发的其他疫苗，也可能会因为人体预先存在针对外源蛋白的抗体而被削弱或干扰免疫应答。

研究发现，I类融合蛋白与靶细胞结合过程中，会形成一个稳定的六螺旋束融合核心结构。其中，六螺旋束融合核心由SARS-CoV-2 S2亚基的七肽重复序列（HRs），流感病毒HA2亚基的长α螺旋（LAH）组成。值得注意的是，HR和LAH都表现出强烈的疏水表面，在融合核心中可形成稳定的同源三聚体。

基于此原理，本研究首先利用SARS-CoV-2融合核心HR1-HR2连接RBD蛋白，自组装形成稳定的同源三聚体，构建了RBD三聚体。研究发现，RBD三聚体与RBD单体、RBD二聚体和S蛋白胞外段三聚体(S-ECD-trimer)相比，能够诱导小鼠产生显著更高的中和抗体滴度，并且诱导小鼠产生Th1/Th2平衡的细胞免疫应答。

此外，研究还评价了抗原搭配不同佐剂的效果。结果发现，该研究搭配新型佐剂MA103的RBD三聚体，其诱导的中和抗体滴度显著高于氢氧化铝佐剂和MF59-like佐剂。

在小鼠攻毒保护实验中，研究使用野生型SARS-CoV-2感染hACE2小鼠。结果发现搭配MA103佐剂的RBD三聚体疫苗显著降低了攻毒小鼠的肺病毒载量和肺部病变情况。

按照同样的思路，非标签三聚体化策略也适用于包括甲型流感病毒在内的其他I类融合病毒疫苗。研究将H1N1 a/ California/07/2009流感病毒的长α螺旋（LAH）与其HA1蛋白连接，自组装形成了HA1三聚体结构。正如预期的那样，同源HA1三聚体疫苗也在小鼠体内诱导了强大的中和抗体滴度。

接着，研究联合HA1三聚体和RBD三聚体疫苗对小鼠进行同时免疫，并且使用致死剂量的H1N1 a/ California/07/2009流感病毒对小鼠进行攻毒实验。研究结果表明，不管是单独的HA1三聚体疫苗还是联合疫苗都完全保护了小鼠攻毒。

不仅如此，研究还将两种三聚体疫苗以混合接种的方式免疫小鼠，并在二免后给小鼠同时攻毒新冠病毒和流感H1N1病毒，以模拟两种病毒对人类的合并感染。结果发现，混合疫苗完全保护了小鼠合并感染。表明该联合疫苗对预防新冠和流感病毒合并感染的有效性，具备良好的应用前景。

综上所述，该研究基于SARS-CoV-2和H1N1流感病毒结构的特点，将其优势免疫原（RBD/HA1）与自身六螺旋束融合核心连接形成了自组装同源三聚体结构。搭配上新型佐剂，研发的蛋白疫苗具有更高的免疫原性和安全性。研究联合两种疫苗混合接种也实现了同时预防新冠和流感的双重感染，具备实际应用的良好前景，为今后预防新冠和流感疫情提供了实验数据。

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