巨细胞病毒（Cytomegalovirus），简称 CMV，属于乙型疱疹病毒亚科。与其他疱疹病毒一样，该病毒为具有包膜的双股 DNA 病毒，位于病毒包膜上的许多糖蛋白与宿主细胞表面受体结合引发感染。尽管 CMV 感染的健康成年人大多没有症状，但全世界每 200 名新生儿中就有 1 人在母亲怀孕期间感染 CMV—世界上最常见的先天性感染。该病毒很少对健康成年人造成严重疾病，然而，可能会导致子宫内感染的新生儿出生缺陷和脑损伤，以及给免疫功能低下的成年人带来致命损伤。我们急需开发一种有效的 CMV 疫苗，通过限制水平传播，有效防止育龄妇女原发性 HCMV 感染。
包膜糖蛋白 B (gB) 对于 CMV 入侵成纤维细胞至关重要。gB 在免疫个体中触发大量中和抗体，通过阻断 gB 介导的病毒粒子和细胞膜之间的融合，来阻止 CMV 感染成纤维细胞。而且，与初始 CMV 血清阴性的女性相比，在原发感染期间体内产生高亲和力 gB 中和性抗体的孕妇生出先天性感染 CMV 的婴儿可能性较小。这些观察结果构成选择 gB 作为疫苗抗原的基本依据。
赛诺菲和诺华资助的研究团队开发了一款 gB/MF59 重组蛋白 CMV 候选疫苗，在一项 II 期临床试验中该疫苗保护了“约一半的疫苗接种者”免受 CMV 感染。然而，2013 年临床试验结束后并没有继续进行第三阶段。gB/MF59 疫苗既能保护健康妇女免于 CMV 感染，又能保护血清阴性器官移植者免于来自血清阳性器官供体的 CMV 感染。
虽然之前的工作强调了 gB 特异性免疫反应在限制 CMV 原发感染中的重要性，但是，后来，研究者又发现阻断 CMV 感染各种非成纤维细胞类型（包括内皮细胞、上皮细胞及单核细胞）的中和抗体反应与阻断成纤维细胞感染的存在本质不同。目前的模型提出两种 CMV 入侵宿主细胞的机制：
第一种，HCMV 进入成纤维细胞是通过质膜融合发生的，并且依赖于由 gB、gH/gL 和/或 gH/gL/gO 组成的包膜糖蛋白复合物 。
第二种，HCMV 进入上皮细胞是通过内吞作用介导的，并且需要由 UL128、UL130、UL131A 和 gH/gL 组成的额外糖蛋白复合物，称为 gH/gL 五聚体复合物(gH/gL-PC) 。
图源：Neutralization of Human Cytomegalovirus Entry into Fibroblasts and Epithelial Cells.
PC 特异性中和抗体在上皮细胞、内皮细胞和单核细胞中的中和作用比 gH/gL 和 gB 抗体强 100 至 1000 倍。此外，怀孕早期母体 PC 抗体的存在与传播给胎儿的风险降低有关。因此，非常需要将 PC 掺入 CMV 疫苗中。然而，开发基于 PC 的疫苗的一个主要障碍是，PC 的形成需要在同一细胞中共表达和组装所有五种单独的蛋白质，以形成多聚蛋白质复合物，并且暴露所有中和表位。
2018 年，Moderna 研究团队在Vaccine发表文章：Multi-antigenic human cytomegalovirus mRNA vaccines that elicit potent humoral and cell-mediated immunity。将 5 个编码 PC 复合物单体的 mRNA 单独转染 HEK293 细胞，胶图证实均可正常表达相应蛋白。单克隆抗体 8I21 可识别由 PC 中五个亚基中的四个形成的构象表位，将所有五个亚基 mRNA 以等摩尔比或等质量比共转染 HEK293 细胞，流式细胞术分析显示高水平的 PC 表达，表明多蛋白复合物正确组装并易位至细胞表面。而且，缺少任何其中一个 PC 亚基均会完全破坏复合物的形成。此外，针对 gH（3G16）、UL128（15D8var1）和 UL128/UL130/UL131A（7I13）的构象依赖性中和单克隆抗体均与细胞表面表达的 PC 结合。这些结果证实 mRNA-1647 可表达正确折叠的 PC。
细胞系中 PC 亚基 mRNA 的表达和表面 PC 的形成。
PC 和 gB 都是中和抗体的靶标，而 pp65 和 IE1 则诱导细胞免疫反应。用 PC+gB+pp65+ IE1 mRNA 疫苗两次免疫食蟹猴，可触发剂量依赖性的中和抗体滴度（N50）。采用 VR1814 毒株感染人视网膜色素上皮细胞 ARPE-19，纯化的 PC 竞争性抑制血清中和抗体滴度。采用 AD169 感染人胎儿肺成纤维细胞 HEL299，纯化的 gB 竞争性抑制血清中和抗体滴度。也就是说，来自免疫 NHP 的血清可阻止上皮细胞和成纤维细胞感染 CMV。
Moderna 开发了一款针对 CMV 的 mRNA-1647 疫苗，由 6 个 mRNA 序列组成，编码 2 个 CMV 抗原（糖蛋白 B 和五聚体糖蛋白复合物）。有意思的是，mRNA1647 疫苗在临床 1 期中为液体形式，在临床 2 期或者临床 3 期中为冻干形式。
2023 年 10 月 14 号，Moderna 公布了一项临床 2 期、随机、观察者盲法、安慰剂对照、剂量探索试验的结果，旨在测试 mRNA-1647 在健康成人中的安全性和免疫原性。在 CMV 血清阴性接种者中，保护上皮细胞和成纤维细胞感染的中和抗体滴度在每次接种结束后出现爬升，而且，预防表皮细胞感染的中和抗体滴度在临床试验终点（第 18 个月）仍然高于 CMV 血清阳性者的基线水平。在 CMV 血清阳性接种中，mRNA-1647 首次接种结束后，保护上皮细胞和成纤维细胞感染的中和抗体滴度出现明显爬升，然而，在第二次和第三次接种完成后，中和抗体滴度基本维持不变。此外，在不同剂量水平下（50ug/100ug/150ug），无论血清状态如何，mRNA-1647 在接种者中均表现出良好的安全性和耐受性。
2024 年 2 月 7 号，威尔康奈尔医学院与 Moderna 的研究人员共同在 The Journal of Infectious Diseases 发表文章：Human Cytomegalovirus mRNA-1647 Vaccine Candidate Elicits Potent and Broad Neutralization and Higher Antibody-Dependent Cellular Cytotoxicity Responses Than the gB/MF59 Vaccine，他们使用系统血清学方法评估首次接种疫苗到第三次接种疫苗后一年的 HCMV 血清阴性接种者和血清阳性接种者中 mRNA-1647 诱导的抗体反应。在这项研究中，他们证实 mRNA-1647 HCMV 疫苗在血清阴性接种者中触发有效且持久的 HCMV 特异性 IgG 反应，并且还会增强血清阳性疫苗接种者中先前存在的 HCMV 特异性 IgG 反应。而且， mRNA-1647 可引发广泛而有效的中和抗体反应以及 Fc 介导的效应功能，包括强大的 ADCC 反应。有意思的是，mRNA1647 触发的 gB 特异性 IgG 反应要远低于 PC 特异性的 IgG 反应以及 gB/MF59 触发的 gB 特异性 IgG 反应，这说明在 mRNA-1647 疫苗中 gB 抗原的免疫原性还存在优化空间。mRNA-1647 触发的较低比值的 gB 特异性 IgG 反应/PC 特异性 IgG 反应可能是由于在疫苗制剂中所包含的 gB-mRNA 太低（gB-mRNA：PC-mRNA 为 30ug:150ug），因此，可调整 mRNA-1647 疫苗制剂中编码两种抗原的 mRNA 比例，使得其触发更加均衡的免疫反应。与接种 gB/MF59 疫苗相比，mRNA-1647 疫苗虽然触发较低水平的 gB 抗体，但是，其可触发广泛、持久的中和抗体反应和强大的 ADCC 反应，这两者均有助于阻止 CMV 传播。相比之下，接种 gB/MF59 疫苗的人产生了更高水平的 gB 抗体，其中和活性较低，这或许是其未获得上市批准的部分原因。
Moderna 在 2021 年就着手开始 mRNA-1647 的 III 期临床研究（NCT05085366），被公司称为“CMVictory”，首次在全球范围内进行。CMVictory 旨在评估 100 μg 剂量的 mRNA-1647 针对 16-40 岁女性原发性 CMV 感染的安全性和有效性。
小结
Moderna 开发的 CMV mRNA-1647 疫苗最为显著的特点是编码 6 个独立的抗原蛋白，并且，其中 5 个蛋白还会形成聚合体。在同一细胞中共表达和组装所有五种单独的蛋白质，形成正确折叠的五聚体复合物，触发相应的抗体免疫反应，绝非易事。初步的临床试验结果表明，mRNA1647 可成功触发 gB/PC 特异性的抗体反应。mRNA-1647 三期临床试验早在 2021 年就已经启动，预计完成时间为 2026 年。相信在不远的将来，mRNA1647 一定会成为首个获批上市的 CMV 疫苗。
