强生RSV疫苗新动向:舍弃腺病毒载体疫苗后,转向自复制RNA疫苗

科技   2024-11-25 10:50   湖北  

上世纪六十年代福尔马林灭活 RSV 疫苗不仅未能保护血清阴性的婴儿免受 RSV 感染,而且还会诱发严重的增强型呼吸道疾病。这种现象归因于中和抗体诱导不良、Th2 偏向的 CD4+ T 细胞反应、I 型和 II 型 IFN 反应减弱以及 RSV 感染后肺部嗜酸性粒细胞增多。小鼠新生儿 RSV 感染模型显示,在原发感染期间 I 型和 II 型 IFN 反应可导致再次感染期间的肺部病理特征减少。

另外一方面,RSV 特异性功能 T 细胞的减少与老人感染 RSV 疾病的严重程度相关。在没有抗体的情况下,RSV 特异性的 T 细胞在控制 RSV 感染方面起着重要的作用。RSV 蛋白疫苗主要通过诱导机体产生抗体来提供免疫保护,但是,在老年人群体中 RSV 蛋白疫苗的保护效力会发生减弱。

因此,对于婴儿和老人群体来说,使用触发 Th1 偏向性免疫反应和高效中和抗体的 RSV 疫苗才能能够提供持久的免疫保护。

强生公司在 RSV 疫苗赛道布局长达近九年,期间展开过十多项临床试验。强生重磅开发的 RSV 疫苗是基于自家的 Ad26 腺病毒载体平台,编码融合前构象的 preF 抗原,旨在触发 Th1 偏向性免疫反应。然而,就在距离成功上市咫尺之遥时,2023 年 3 月 29 日,强生宣布终止 RSV 疫苗的三期临床,将公司资源更多集中到未被满足的临床需求上面。随后,2023 年 5 月份,有两款蛋白亚单位 RSV 疫苗获批上市,分别是 GSK 开发的 Arexvy(PreF3/佐剂 AS01E)和辉瑞开发 Abrysvo(PreF/无佐剂)二价疫苗。今年 5 月份,Moderna 开发的 RSV mRNA 疫苗(mRESVIA)再次获批上市。至此,随着强生自断 RSV 疫苗多年的研发努力,RSV 疫苗市场被 GSK、辉瑞及 Moderna 彻底瓜分。

让人意外的是,强生开始利用自复制saRNA 技术平台来研发 RSV 疫苗。最近,强生旗下的杨森疫苗和强生创新医学研发团队Nature Communications 发表文章:A self-amplifying RNA RSV prefusion-F vaccine elicits potent immunity in pre-exposed and naïve non-human primates,他们采用自复制 RNA 技术开发了一款 RSV 疫苗,称为 SMARRT.RSV.preF,编码处于融合前稳定构象的 preF 抗原,免疫目标人群是老年人。这款自复制 RNA RSV 疫苗能够以相对较低的剂量在雌性小鼠和非人灵长类动物 (NHP)中触发有效的中和抗体反应和 Th1 偏向型细胞免疫反应,使得其有潜力成为新型 RSV 候选疫苗。


   

自复制 RNA RSV 疫苗设计
强生开发的自复制 RNA RSV 疫苗,以委内瑞拉马脑炎病毒 (VEEV)saRNA 为骨架,将全长的、膜锚定的、处于融合前构象的、源自 RSV.A2 毒株 的 preF 抗原序列插入到 saRNA 骨架亚基因组启动子后面,并且,在非结构蛋白 nsp1 上游,研究者插入了一段来自辛德比斯病毒 (SINV) 的称为下游环 (DLP) 的 RNA 基序,旨在规避宿主先天反应影响复制子翻译。以 ALC0315 作为可电离脂质,制备 LNP,包封 preF-saRNA,采用肌肉注射免疫接种。


   

评估自复制 RNA RSV 疫苗在小鼠模型中的免疫原性
选择 6-8 周龄的雌性 BALB/c 小鼠,按照 0.1μg、1μg 及 10μg 剂量,采用肌肉注射自复制 RNA RSV 疫苗,间隔 28 天,两次免疫小鼠。此外,以 Ad26.RSV.preF 腺病毒疫苗为对照组。免疫后,小鼠血清中和抗体和 IgG 滴度呈现剂量依赖效应,并且,在二次免疫后,血清抗体均出现明显增加。采用 RSV.F 肽库刺激 2 剂 10μg 自复制 RNA RSV 疫苗免疫小鼠的脾脏细胞,检测 CD8+/CD4+T 细胞分泌的细胞因子,发现自复制 RNA RSV 疫苗可触发分泌多种细胞因子的多功能 T 细胞。


   

评估自复制 RNA RSV 疫苗在 NHP 中的免疫原性
体液免疫
研究人员在 RSV 预先暴露的食蟹猴和未感染过 RSV 的食蟹猴模型中评估 SMARRT.RSV.preF 疫苗的免疫原性,同时,以 RSV.preF 蛋白疫苗作为对照组。在 RSV 预先暴露的食蟹猴组,接种单剂 1μg 或者 10μg 自复制 RNA RSV 疫苗后,中和抗体或者 IgG 滴度在第二周变可达到峰值,其抗体水平可达到与接种 50μgRSV.preF 蛋白疫苗相媲美的程度。在未感染过 RSV 的食蟹猴中,接种单剂 10μg 自复制 RNA RSV 疫苗后,中和抗体或者 IgG 滴度也会出现显著增加,但是增强的幅度要明显弱于 RSV 预先暴露的食蟹猴免疫组。此外,研究人员还发现接种自复制 RNA RSV 疫苗后,在食蟹猴鼻腔中可检测到 IgA 抗体。

细胞免疫
从疫苗免疫后的食蟹猴中分离出 PBMCs,通过 ELISpot 测定法测量在 PBMCs 中 RSV 特异性、分泌 IFN-γ的细胞频率,计为每百万 PBMCs 细胞的 IFN-γ斑点形成单位(SFU)。在 RSV 预先暴露的食蟹猴组,PRPM 蛋白疫苗免疫后无法增加 RSV.F 特异性的 IFN-γ ELISpot 反应,相比之下,自复制 RNA RSV 疫苗免疫后可显著增强 ELISpot 反应。在未感染过 RSV 的食蟹猴中,接种 10μgSMARRT.RSV.preF 疫苗可增强 ELISpot 反应,但是明显弱于 RSV 预先暴露的食蟹猴组。
在人类中,RSV 特异性的多功能 T 细胞与低概率的重复感染 RSV 呈正相关。与 ELISpot 反应相一致,PRPM 蛋白疫苗免疫 RSV 预先暴露的食蟹猴并不会导致 RSV.F 特异性的 CD4+和 CD8+T 细胞数量的增加。相反,自复制 RNA RSV 疫苗免疫 RSV 预先暴露的食蟹猴可明显提升 RSV.F 特异性的 CD4+和 CD8+记忆 T 细胞数量。在未感染过 RSV 的食蟹猴中,接种 10μgSMARRT.RSV.preF 疫苗后,CD4+记忆 T 细胞数量出现轻微增加,而 CD8+记忆 T 细胞数量基本上未发生变化。

蛋白疫苗后,仅仅 1/4 的记忆 CD4+和 CD8+记忆 T 细胞表现出多功能性,并且占据主导数量的单功能细胞表型为 TNF-α阳性。相反,自复制 RNA RSV 疫苗免疫后,RSV 预先感染的免疫组表现出超过 50%的多功能 CD4+和 CD8+T 细胞。RSV 预先感染的免疫组中 IFNγ+TNFα+IL2+三阳的 CD4+记忆 T 细胞数量比未感染 RSV 的免疫组的高出 10 倍多。在 RSV 预先感染的自复制 RNA RSV 疫苗免疫组中,CD107a+IFNγ+TNFα+IL2+、CD107a+IFNγ+TNFα+及 CD107a+IFNγ+的细胞比例占据 RSV.F 特异性的 CD8+T 细数量的 50%,在这些多功能 T 细胞中分泌最多的是 CD107a 和 IFNγ。相反,在 RSV 未感染的自复制 RNA RSV 疫苗免疫组中,分泌 CD107a 和 TNFα的单功能 CD8+记忆 T 细数量占据主导。总的来说,在 RSV 预先感染的 NHP 模型中,相比蛋白疫苗,接种单剂量自复制 RNA RSV 疫苗可触发高水平、高质量的多功能记忆 T 细胞。

先天免疫细胞因子
已知接种疫苗后的早期先天免疫反应会塑造适应性免疫反应,因此,研究者测量了接种疫苗前和接种疫苗后 24 小时的血清中的 45 种分析物(炎症相关细胞因子/趋化因子)的水平。结果显示,在食蟹猴中,蛋白疫苗免疫未导致任何分析物的水平发生任何变化,但 9 种和 23 种分析物在接种自复制 RNA RSV 疫苗后 24 小时显示出统计学上的显着变化。观察到促炎分析物(如 IL6、TNFα、IL18、IL15、VEGF-A)和参与免疫细胞运输/调节的分析物(如 CXCL9、CXCL10、CXCL11、CSF1、Flt3LG、CCL-3、4、8、11 和 19)水平升高。为了解分析物之间的关系,研究人员进行了分析物间相关性分析。由 IL15 、 CCL4 、CXCL10 和 TNFα 组成的不同细胞因子/趋化因子簇具有高度的相互相关性,表明它们在调节自复制 RNA RSV 疫苗诱导的先天反应中发挥协调作用。通过富集分析发现,分析物会影响干扰素(I 型和 II 型)信号通路介导的炎症相关的典型通路。总的来说,自复制 RNA RSV 疫苗可诱导主要参与炎症和免疫细胞趋化性的多效性细胞因子/趋化因子的剂量依赖性增加。

   

小结
这项研究首次证实在小鼠和预先感染、未感染 RSV 的 NHP 模型中,接种单剂量自复制 RNA RSV 疫苗可触发有效的体液和细胞免疫反应。在 RSV 预先感染的 NHP 中,接种单剂量自复制 RNA RSV 疫苗触发的中和抗体水平可与 RSV preF 亚单位疫苗相媲美。更加重要的是,与 RSV preF 亚单位疫苗相比,自复制 RNA RSV 疫苗可触发多功能的 T 细胞反应和 Th1 偏向型 CD4+反应,同时,I 型干扰素反应相关的炎症和趋化细胞因子的全身水平呈剂量依赖性增加,这种现象在蛋白亚单位疫苗中未观察到。
遗憾的是,强生开发的自复制 RNA RSV 疫苗并未在抗原设计或者递送系统方面发生新颖的改变,未与已上市的蛋白亚单位疫苗或者 mRNA 疫苗做头对头的比较,而且,也并未测定自复制 RNA RSV 疫苗免疫后的保护效力如何。总的来说,还需要更多的数据来补充说明这款自复制 RNA RSV 疫苗的安全性、免疫原性和保护效力。
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