EMI | 上海生物制品研究所发表广谱流感mRNA疫苗概念验证结果

流感是全球面临最大的公共卫生挑战之一，每年全球估计有10亿例病例，可导致300万至500万例为重症，29万至65万例流感相关呼吸道疾病死亡。接种疫苗是预防流感最经济、最有效的手段。由于流感病毒的高度变异性，当前流感疫苗应用策略依赖于每年流感疫苗组分的更新，难以有效应对因病毒发生抗原漂移/抗原转换而产生的无法预测的病毒流行或大流行。开发能够诱导广谱和持久免疫的广谱流感疫苗是新型流感疫苗研发的重要方向，WHO发布的“2019-2030年全球流感战略”积极倡导开发广谱流感疫苗。

近日，新发感染领域全球知名期刊Emerging Microbes & Infections以“An mRNA-based broad-spectrum vaccine candidate confers cross-protection against heterosubtypic influenza A viruses”为题在线发表了中国生物上海生物制品研究所疫苗研发团队的新型广谱流感mRNA疫苗概念验证结果。

研究团队基于生物信息学分析选择在不同亚型流感病毒中高度保守的保护性抗原及其结构域，设计了可融合表达流感病毒M2蛋白胞外结构域（M2e）串联序列、HA茎部区域长α螺旋区域（LAH）串联序列和病毒核蛋白（NP）的抗原组合策略，联合应用可全面诱导体液免疫与细胞免疫应答的mRNA-LNP技术，开发出一款新型广谱流感mRNA疫苗。

广谱流感mRNA疫苗设计

小鼠模型的免疫原性研究结果显示，疫苗诱导小鼠产生了较高滴度的M2e和LAH特异性抗体反应，并能有效发挥病毒中和作用和抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用（ADCC）。疫苗同时还诱导产生了强烈的细胞免疫应答，表现为分泌多种细胞因子的多功能CD4+和CD8+ T细胞数量显著增加，特别是NP蛋白特异性T细胞反应，在介导交叉保护性免疫中发挥重要作用。

此外，研究团队还分析了疫苗诱导的CD4+滤泡辅助T细胞（TFH）反应和抗原特异性生发中心（germinal center，GC）B细胞反应，以及脾组织组织驻留记忆T细胞（tissue- resident memory T Cell, TRM）应答水平，这些均为高水平抗体反应和长期免疫提供免疫机制支撑。

疫苗诱导的体液和细胞免疫应答情况

研究团队进一步采用单细胞测序技术从基因组、转录组等水平系统分析了疫苗诱导细胞免疫反应，尤其是CD8+ T细胞免疫反应的潜在机制。结果证实该mRNA-LNP疫苗可有效激活细胞因子-细胞因子受体相互作用、NOD样受体信号通路、趋化因子信号通路和抗原处理/呈递通路等，显著促进了与趋化因子配体、趋化因子受体和颗粒酶相关的基因在CD8+ T细胞中的表达，进而增强了效应T细胞反应，介导对病毒感染细胞的杀伤作用。

免疫细胞的单细胞聚类分群图

研究团队最后通过病毒感染实验对疫苗诱导的交叉保护作用进行了研究，结果显示，与未注射疫苗的小鼠相比，注射疫苗的小鼠疫苗可有效抵抗甲型H1N1、H3N2和H9N2等不同亚型流感病毒的致死量攻击。细胞毒效应分子穿孔素（perforin）和颗粒酶B（granzyme B）的快速响应，加速了病毒攻击后小鼠肺部组织病毒的清除，从而降低了肺部病毒载量，减少了肺部组织损伤，表明该疫苗具有提供广谱保护的潜力。

接种疫苗小鼠对不同亚型流感病毒致死量攻击的保护作用

疫苗机制示意图

该研究通过合理的抗原靶点选择，开发了一种多抗原联合的新型广谱流感mRNA疫苗，可在小鼠模型中诱导产生全面的具有交叉反应性体液和细胞免疫反应，并通过多种机制介导有效的广谱保护作用，为新一代通用流感疫苗的研发提供新思路。

中国生物上海生物制品研究所李秀玲研究员、罗剑副研究员为论文的通讯作者，熊斐斐副研究员为该论文第一作者。该研究获得上海市科学技术委员启明星项目的支持。

参考文献：F. Xiong, C. Zhang, B. Shang, et al. An mRNA-based broad-spectrum vaccine candidate confers cross-protection against heterosubtypic influenza A viruses, Emerging Microbes & Infections, 2023,12:2, 2256422. DOI: 10.1080/22221751.2023.2256422

来源：病毒学界

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