传染性造血器官坏死病(infectious haematopoietic necrosis，IHN)是一种严重危害鲑鳟类的病毒性疾病，暴发后可造成高达80％～100％的死亡率。该疾病的病原体是传染性造血器官坏死病毒(IHNV)，于1950年初在北美西部的红鲑鱼鱼苗孵化场被首次发现，之后迅速传播到欧洲和亚洲，给世界鲑鱼养殖业带来了惨重损失。因此IHN被世界动物卫生组织列为必须申报的疾病，被我国列为二类疫病，是我国冷水鱼养殖业发展面临的主要瓶颈。
IHNV属于弹状病毒科(Rhabdoviridae)，其基因组长度约为11kb，属于单股负链RNA病毒。IHNV的基因组共编码六个基因，分别编码病毒核蛋白(N)、磷蛋白(P)、基质蛋白(M)、糖蛋白(G)、非结构蛋白(NV)和聚合酶蛋白(L)。其中，糖蛋白(G)是该病毒的表面蛋白，含有丰富的抗原表位，被当作IHNV的保护性抗原。在抗病毒免疫及疫苗研制中，研究人员常以G蛋白作为抗原靶蛋白。
mRNA疫苗是指通过体外转录技术合成带有病原体蛋白的mRNA，经递送系统递送至靶细胞，并在细胞核糖体内被翻译为目的抗原，进而启动机体免疫应答反应的新型核酸疫苗，近年来得到大力发展。已经有mRNA疫苗获批上市，其它哺乳动物mRNA疫苗也在投入大量的研究，但是鱼类领域还未有相关报道。虽然已有高效的IHNV DNA核酸疫苗问世，但是凭借mRNA疫苗相较于DNA疫苗安全性更高，作用更快的优势，mRNA疫苗在IHN疫苗研制乃至鱼类疫苗领域都具有广泛的研究前景。
2024年11月15日，据国家知识产权局官网公示，华东理工大学和上海纬中生物科技有限公司公开了一项名为“mRNA分子及其用途、传染性造血器官坏死病毒疫苗”的发明专利。该发明构建了一种预防鲑鳟类动物传染性造血器官坏死病毒的mRNA疫苗，能够刺激虹鳟产生非特异性免疫应答，刺激虹鳟特异性免疫反应，使免疫虹鳟产生中和IHNV的抗体，为免疫虹鳟提供显著的特异性保护。
该疫苗选定IHNV分离株GS21病毒表面的G蛋白作为目的蛋白，并根据虹鳟鱼蛋白翻译的密码子偏向性，对其抗原序列进行密码子优化，以优化后的G蛋白抗原序列作为mRNA疫苗的CDS区。为增加mRNA疫苗的稳定性及翻译效果，以G蛋白自身带有的UTR序列来分别作为mRNA疫苗的非翻译区5’UTR和3’UTR区。同时，在5’UTR后加入Kozak序列，在3’UTR后加入100个碱基A组成的poly A尾。使用SM-102标准配方进行包封制备得到候选疫苗。
体外细胞转染实验显示，在HEK293T、CHSE-214细胞中均成功表达了IHNV G蛋白（图1）。转染HEK293T细胞和CHSE-214细胞后6h至12h显著降解，12h后缓慢降解并趋于稳定。
图1. HEK293T、CHSE-214细胞中的表达情况
向虹鳟背鳍基部以25μg/尾免疫剂量进行鱼体免疫实验，免疫后14和28天采集虹鳟(n＝5)尾鳍血液分析免疫血清中和抗体生成情况。分析表明，第14天和28天免疫组(LNP/mG)皆产生了中和抗体，并逐渐增高。
图2. 免疫后中和抗体水平
在免疫后第14和28天，CD8、MHCI和Mx-1、IFN-γ的表达水平皆有上调，能有效激活MHCI免疫途径，促进细胞免疫应答；CD4和IgM的表达水平也有明显上调，能有效激活MHCII免疫途径，促进体液免疫应答。
图3. 免疫后基因转录组表达水平
这些结果说明本发明所构建的疫苗能够刺激虹鳟特异性免疫反应，而使免疫虹鳟产生中和IHNV的抗体。攻毒后对照组死亡率86.9％，免疫组死亡率为13.0％，相对免疫保护率达到85.0％，能够为免疫虹鳟提供显著的特异性保护。
参考资料
刘琴，邵帅，张元兴，任宇红，刘润辉，张东辉，王菁，王诗瑶，邬开鑫，王蓬勃. mRNA分子及其用途、传染性造血器官坏死病毒疫苗：CN118956907A. 2024-11-15
