Adv Sci丨宁夏医科大学廖玉辉等团队合作研究开发了基于可编程巨噬细胞囊泡的猴痘病毒仿生自佐剂免疫疫苗

学术   2024-11-14 09:25   海南  

iNature

继2019冠状病毒病大流行之后,猴痘的出现已成为全球健康威胁。由于缺乏针对MPV的可用特异性治疗方法,因此开发一种可用的疫苗是最具前景和最紧迫的战略。

2024年11月8日,宁夏医科大学廖玉辉,南方医科大学Zheng Judun,宁夏医科大学Jiang Yideng,南方医科大学马强共同通讯Advanced Science 在线发表题为Programmable Macrophage Vesicle Based Bionic Self-Adjuvanting Vaccine for Immunization against Monkeypox Virus的研究论文。该研究开发了一种基于可编程巨噬细胞囊泡的仿生自佐剂疫苗(AM@AEvs-PB),用于防御猴痘病毒(MPV)。

基于MPV相关抗原刺激的巨噬细胞源性囊泡,通过装载成熟病毒粒子(MV)相关细胞内蛋白(A29L/M1R),同时修饰包膜病毒粒子(EV)抗原(B6R),构建纳米疫苗,使其通过自佐剂策略有效促进抗原呈递,增强适应性免疫。由于混合了MV和EV蛋白的仿生疫苗具有协同防御MPV的特性,在相同剂量下,抗原提呈细胞的激活率是单一抗原的近4倍,从而增强了宿主的免疫力。值得注意的是,肌肉注射摄取AM@AEvs-PB在小鼠攻击尝试中显示出强有力的免疫保护作用,为临床前猴痘疫苗的开发提供了一个有前景的策略。

猴痘由人畜共患猴痘病毒(MPV)引起,已通过与受感染个体、动物或受污染物质的身体接触传播到全球117多个国家,对全球公共卫生构成重大威胁。目前,临床上对猴痘患者建议支持治疗和疼痛控制,并已开发出用于特定情况下猴痘患者的天花药物,但目前还缺乏针对猴痘病毒的特异性治疗方法。与特定的药物相比,开发一种可用的疫苗更具前瞻性。减毒活疫苗因其保护范围广、工业化生产速度快而广泛应用于传染病预防,但生产过程中需要高水平的生物安全环境。JYNNEOS和ACAM2000是2022年5月美国猴痘疫情期间使用的两种减毒活疫苗,虽然由于天花病毒与MPV的交叉免疫,它们对MPV都有一定的保护活性,但特异性仍然有限。信使RNA (mRNA)疫苗作为一种高度特异性的疫苗,已成为下一代疫苗接种策略的基石,但mRNA在体内的有效递送和严格的储存条件仍然存在着容易降解的挑战。蛋白质亚单位疫苗含有病毒或致病性蛋白,不仅能提供有效的特异性免疫保护而不产生明显的负面影响,而且还具有冻干和室温长期保存的优点,是MPV疫苗的理想候选疫苗。

蛋白质亚单位疫苗需要明确的免疫原和免疫佐剂来诱导对病毒或病原体的免疫。在选择猴痘的免疫原性候选物时,需要考虑MPV抗原的类型及其免疫保护作用。MPV在其感染和复制周期中含有细胞外包膜病毒粒子(EEV)和细胞内成熟病毒粒子(IMV),它们分别在感染的早期或晚期通过胞外分泌或裂解从被感染的宿主细胞中释放出来。EEV负责细胞间运输,并以非pH依赖的方式与宿主细胞膜结合,而IMV更稳定,负责宿主间运输。因此,IMV和EEV膜蛋白适于构建重组蛋白疫苗。在所有IMV抗原和EEV抗原中,A29L (IMV特异性抗原)、M1R (IMV特异性抗原)和B6R (EEV特异性抗原)是众所周知的猴痘有效中和抗体靶点。此外,已经发现,与单独使用任何一种免疫原相比,IMV和EEV特异性免疫原联合使用能提供更多的保护。因此,在研究中,这三种抗原被选择并组合在一起以预防MPV。有效的疫苗通常依赖于添加免疫佐剂,如铝盐和Toll样受体激动剂CpG,它们可以增强先天免疫的强度和持续时间,特别是在尚未确定高性能抗原的情况下。理想的佐剂既能有效地递送目标分子,达到特异性和长效的体液和细胞免疫应答,又能避免被体内快速清除。然而,缺乏同时具有递送和免疫增强功能的猴痘疫苗佐剂。

可编程巨噬细胞囊泡模拟MPV免疫的仿生自佐剂疫苗(图源自Advanced Science 

纳米疫苗由于其独特的多功能性,包括特异性递送、淋巴结积聚和较少的副作用,最近引起了广泛的关注,使其有望用于传染病预防和癌症治疗。仿生纳米疫苗具有与病原体相似的特性,包括形状、大小和电荷,这可以通过增强抗原提呈细胞(APC)的摄取来有效提高其性能。与减毒活疫苗不同,纳米疫苗在设计和制造过程中需要选择功能性抗原。一些研究表明,仿生细胞外载体(Evs)可以提高抗原-佐剂协同系统的稳定性,同时通过囊泡-APC粘附相互作用提高吸收效率。预先激活的巨噬细胞Evs具有特异性病原体表面受体的高表达水平,并以最小的免疫排斥增强佐剂作用。尽管取得了这些进展,但仍然缺乏用于预防MPV的仿生纳米疫苗。

在此,考虑到纳米疫苗的优势,研究开发了一种自佐剂仿生疫苗来预防MPV。该仿生疫苗(AM@AEvs-PB)含有IMV抗原(A29L, M1R)和EEV抗原(B6R) MPV,具有可编程巨噬细胞来源的囊泡。该疫苗有效诱导先天免疫应答,促进抗原向树突状细胞(DCs)交叉呈递,并引发强大的适应性免疫应答,包括生发中心B细胞的增殖,MPV特异性CD4+ T细胞和IgG应答的发展,以及抗原特异性记忆应答的诱导。此外,蛋白质衣壳样疫苗通过诱导显著的免疫反应和在攻击后中和病毒来保护小鼠免受感染。研究结果代表了一种有希望的新方法来预防新出现的MPV感染。


参考消息:

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202408608

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