导读
一种新型的环状RNA(circRNA)疫苗在实验中表现了单剂量即可抵御寨卡病毒感染的能力,值得注意的是,它并没有增加登革热病毒感染的风险。这剂“双保险”疫苗为未来抗击蚊媒病毒流行提供了希望。
巴西的“双重灾难”
2015年,巴西陷入了两场疫情的夹击:寨卡和登革热。一边是小头症新生儿病例激增;另一边是已经流行多年的登革热继续在城市间肆虐。巴西人戏称自己像是同时在跟两位“坏邻居”斗智斗勇,一个敲开家门就捣乱(寨卡),一个常年赖在家里不走(登革热)。更令人头疼的是,同一种蚊子——埃及伊蚊,是这两场灾难的“幕后推手”。
故事的高潮发生在里约热内卢——当时正准备迎接2016年奥运会。为了防控病毒扩散,巴西政府全力灭蚊,从街头喷洒杀虫剂到发放防蚊喷雾,甚至动员志愿者逐家逐户排查积水。然而,科学家们很快发现,光杀蚊子还不够,因为在寨卡和登革热病毒之间还存在一个“抗体陷阱”——一个人感染过登革热后,再感染寨卡时,体内的登革热抗体非但不能提供保护,反而会让寨卡病毒感染更严重,这就是所谓的抗体依赖增强效应(ADE)。
这场“双重灾难”给科学界敲响了警钟:寨卡疫苗不能像普通疫苗那样开发,必须避免引发登革热的ADE反应。而这也成为当前环状RNA疫苗研究的灵感来源——如何让疫苗既能精准应对寨卡,又不会成为登革热病毒的“引路人”。
如何避免ADE
目前,针对寨卡病毒尚无获批的疫苗或特效药。研究表明ADE风险集中在病毒的膜(prM)和包膜(E)蛋白上,E蛋白的第III结构域(EDIII)和非结构蛋白(NS1)则被认为是更安全的疫苗靶点。EDIII具有更强的病毒特异性。针对NS1蛋白的免疫可以减轻胎盘和大脑中的血管渗漏,并且,病毒颗粒中不存在 NS1 蛋白,因此抗 NS1 抗体不会导致 ADE。
疫苗背后的设计
近日,《Nature Communications》发表了一篇题为“A single-dose circular RNA vaccine prevents Zika virus infection without enhancing dengue severity in mice”的研究论文。该研究展示了基于环状RNA的单剂量疫苗如何在小鼠模型中有效预防寨卡病毒感染,并避免诱发登革热病毒的ADE效应。这一成果由中国科学院广州生物医药与健康研究院、中国科学院大学以及其他机构的研究团队共同完成,为黄病毒疫苗的开发提供了新思路。
研究团队设计了基于circRNA的寨卡病毒疫苗,表达了EDIII与人类IgG1的Fc的融合片段。这种组合有两个妙用:一是借助新生儿Fc受体(FcRn)回收机制延长抗原的半衰期,意思是让抗原像子弹一样多飞一会儿;二是通过抗原二聚作用提升与B细胞受体的亲和力,就像“组队刷怪”,提高了疫苗的效率。更妙的是,这种设计还可以利用表达Fcγ受体的抗原呈递细胞,帮助疫苗更快“入驻”淋巴结,激活免疫反应。另一种设计就是直接表达寨卡病毒NS1抗原。研究团队在新生小鼠和缺乏干扰素α/β受体的成年小鼠身上验证了疫苗的免疫原性和保护效果,并且检测了疫苗是否会诱导登革热病毒感染的ADE反应。
ADE?不存在的!
实验结果显示,单剂量circRNA疫苗能够在实验期间对新生小鼠和免疫缺陷小鼠模型提供良好的保护。表现为显著增强了中和抗体的生成,降低了病毒载量和病理损伤,提升了存活率。此外,研究证明该疫苗并未引发与登革热相关的ADE反应。这一发现极具意义,因为它表明这种疫苗不仅可以防止寨卡病毒感染,还能避免登革热感染的风险增加。
在实验期间,候选疫苗不会导致ADE风险(来源:参考文献:[1])
未来可期
这项研究表明,circRNA疫苗是一种有前景的寨卡病毒疫苗候选方案,不仅能够实现有效的单剂量保护,还避免了登革热ADE的潜在风险。这为未来疫苗的开发提供了重要参考。研究人员表示,这一技术也可能推广至其他黄病毒疫苗的研发,如西尼罗河病毒等。此外,未来的研究可以进一步探索在人体中的应用,并优化生产和分发途径,最终为防控蚊媒病毒流行奠定基础。
这场关于与寨卡和登革热的“智斗”正因为环状RNA疫苗的出现而迎来转机。这不仅是科学创新的胜利,更是人类在疫苗研发道路上的一次突破。
参考文献:
[1] Liu X, Li Z, Li X, Wu W, Jiang H, Zheng Y, Zhou J, Ye X, Lu J, Wang W, Yu L, Li Y, Qu L, Wang J, Li F, Chen L, Wu L, Feng L. A single-dose circular RNA vaccine prevents Zika virus infection without enhancing dengue severity in mice. Nat Commun. 2024 Oct 16;15(1):8932. doi: 10.1038/s41467-024-53242-0. PMID: 39414822; PMCID: PMC11484855.