一个由非洲猪瘟病毒多种表位组成的候选纳米粒疫苗能激发强烈的免疫反应
健康
2024-10-22 11:48
湖北
非洲猪瘟 (AS) 大流行对全球养猪业构成了重大威胁，开发安全有效的疫苗是一个艰巨但必要的挑战。在本研究中开发了一种靶向树突状细胞 (DCs) 的自组装纳米非洲猪瘟病毒疫苗候选物 (NanoFVax)。该疫苗通过 SpyTag/SpyCatcher 蛋白连接酶系统，将自组装的 24 聚体铁蛋白与高度免疫原性 ASFV 抗原 (p72, CD2v, pB602L 和 p30) 的主要 B 细胞和 T 细胞表位以及与趋化因子受体 XCL1 (一种 DC 靶向分子) 进行共价偶联。与单体蛋白相比，纳米粒疫苗可以诱导更强的 T 细胞反应，并且对 ASFV 的高水平抗体反应可以持续超过 231 天。因此，NanoFVax 是一种新型且有前景的 ASFV 疫苗候选物。非洲猪瘟 (ASF) 大流行对全球养猪业构成严重威胁，疫苗开发至关重要。本研究利用ABCpred和PROTEAN等工具预测B细胞表位，并通过点杂交分析验证表位与ASFV阳性血清的结合情况。还通过NetMHC 4.0筛选T细胞表位，ELISpot试验证实了p72和CD2v的两个表位被CD8+T细胞识别。结果表明，p72、CD2v、pB602L和p30的多个表位在不同ASFV基因型中高度保守，且免疫优势明显，为ASFV疫苗设计提供了重要参考。为了提高两种不同蛋白亚基的表达，本研究使用了源自化脓性链球菌的SpyTag/SpyCatcher系统，将铁蛋白基纳米粒子共价连接。研究中，ASFV多表位铁蛋白纳米粒子被用作抗原递送平台。利用AlphaFold预测NanoFvax的3D结构，SDS-PAGE分析显示，SC-Ferritin和ST-XME融合蛋白成功连接，形成分子量约100 kDa的NanoFvax。透射电子显微镜 (TEM) 和动态光散射 (DLS) 分析表明，NanoFvax具有球形结构，且纳米粒子尺寸均匀，分散良好，Z均径为86.10 nm。研究通过流式细胞术和ELISA评估了骨髓来源树突状细胞 (BMDC) 的成熟度及抗原呈递能力。NanoFVax处理后，BMDC表面共刺激分子CD80+ (53.5%)、CD86+ (58.3%) 和MHC II (60.6%) 的表达显著高于单体组。NanoFVax还增强了细胞因子IL-2、IL-10、IL-21、CD40L、CXCL10和CCL5的分泌，尤其是IL-21、CD40L和CXCL10的分泌量在NanoFVax组中提高了两倍，CCL5提高了2至3倍。这些结果表明NanoFVax可促进DC成熟并增强其抗原呈递能力，从而有效诱导T细胞免疫和炎症反应。树突状细胞 (DCs) 是最强效的抗原呈递细胞，在免疫保护中发挥关键作用。研究通过FITC标记的NanoFVax与小鼠DC共孵育24小时后，激光共聚焦显微镜显示，绿色荧光信号主要分布在细胞质中，表明NanoFVax被DC快速摄取并内化。随后通过体内分布实验，利用mCherry标记的纳米粒子追踪抗原，发现48小时后荧光信号主要集中在肺、淋巴结和肾脏中，摄取量显著高于对照组。这表明NanoFVax可有效被DC吞噬，促进淋巴结中的抗原呈递。为了评估纳米颗粒和单体疫苗的免疫反应，研究使用NanoFVax或单体疫苗（每只小鼠10μg）对小鼠进行免疫。ELISA结果显示，纳米颗粒疫苗在14天后诱导了最高的特异性抗体滴度，显著高于其他组，并在133天后保持高水平，直到231天才略有下降。IgG亚型分析表明，NanoFVax引发了较强的Th1和Th2免疫反应，表现为IgG1/IgG2a比率高于1。结果显示，NanoFVax比单体疫苗诱导了更强、更持久的免疫反应，有潜力作为非洲猪瘟病毒的预防疫苗。 6、纳米颗粒刺激T滤泡辅助细胞（TFH）和B细胞的活化除了血清学反应外，研究还分析了不同淋巴细胞的比例。结果显示，接种纳米颗粒疫苗的小鼠中，TFH细胞、浆细胞、胚中心B细胞和记忆B细胞的比例显著高于接种单体疫苗的小鼠。这表明纳米颗粒疫苗更有效地促进了T细胞与B细胞的协同作用，增强了B细胞的激活和成熟。总体来看，NanoFVax比单体疫苗在抗原呈递和T-B细胞协同方面更具优势。T细胞免疫在抗击ASFV感染中起关键作用。免疫后第14天，通过流式细胞术评估小鼠脾脏中的CD3+T细胞增殖及其分化为CD4+和CD8+T细胞。结果显示，NanoFVax激活的CD3+CD4+T细胞显著增加，同时诱导的CD8+T细胞也高于单体抗原和PBS组。此外，NanoFVax更倾向于诱导辅助性T细胞免疫，CD4+T细胞多于CD8+T细胞。ELISpot分析显示，NanoFVax处理的PBMCs分泌的IFN-γ和IL-4显著高于单体组。总体结果表明，NanoFVax可诱导强效的ASFV特异性细胞免疫反应。 在缺乏疫苗的情况下，非洲猪瘟（ASF）对全球养猪业构成严重威胁。本文研究了以铁蛋白为核心的纳米颗粒疫苗（NanoFVax），发现其显著增强了B细胞和T细胞的免疫反应，特别是对CD4+和CD8+T细胞的激活效果优于单体疫苗。尽管在小鼠中表现出强效免疫反应，仍需进一步验证其在猪中的实际保护效果。原文链接：https://doi.org/10.1186/s12951-023-02210-9
