Adv Sci丨上海交通大学孙涛等研究评估单循环M蛋白突变VSV作为SARS-CoV-2免疫原传递的安全和免疫原性粘膜疫苗平台

学术   2024-11-17 10:20   河南  

iNature

新一代COVID-19疫苗的目标是单剂快速提供呼吸道保护。循环抗体不能保护嗅觉粘膜免受病毒感染,因此需要局部粘膜免疫。基于减毒水疱性口炎病毒(VSVMT)的COVID-19疫苗可有效刺激动物的粘膜免疫,但安全性问题仍然存在,特别是在免疫功能低下人群中。能够单周期复制的病毒载体可能面临较少严格的监管要求。一个复制缺陷的VSVMT,其G蛋白被SARS-CoV-2刺突蛋白(S)突变体取代,其中残基K986和V987被脯氨酸(S2P)取代。

2024年11月11日,上海交通大学孙涛,张宝红共同通讯Advanced Science 在线发表题为Assessment of Single-Cycle M-Protein Mutated Vesicular Stomatitis Virus as a Safe and Immunogenic Mucosal Vaccine Platform for SARS-CoV-2 Immunogen Delivery的研究论文。该研究表明编码Omicron亚变体S2P (VSVMT-S2P)的单周期VSVMT在健康和免疫功能低下的动物中都是安全的,这些动物接受了环磷酰胺(CP)治疗。

在接种VSVMT-S2P疫苗的健康动物中观察到针对刺突蛋白的显著抗体和T细胞反应。肌肉内注射VSVMT-S2P诱导的中和抗体反应与复制能力的VSVMT-S相当。在免疫功能低下的动物中,观察到较低和延迟的免疫反应。因此,单周期M蛋白突变的VSV为SARS-CoV-2免疫原递送提供了一个安全有效的平台。值得注意的是,具有复制能力的VSVMT-S不引起致病性,并通过鼻内给药引发了强有力的粘膜免疫,这凸显了其作为粘膜COVID-19疫苗的潜力。

SARS-CoV-2的持续进化导致了许多关注变体(VOCs)的出现,每种变体都表现出不同的感染模式,包括血管紧张素转换酶2 (ACE2)受体使用、传播性和免疫逃避能力的变化。其中,与早期菌株相比,Omicron亚变体BA.5和XBB.1.5表现出显著的免疫逃逸潜力,具有更高的传播性,这给疫苗开发带来了挑战。在全球疫苗接种运动中采用了几种策略和平台,包括蛋白质亚基、灭活病毒、基于RNA的疫苗和病毒载体。鉴于Omicron谱系具有强大的呼吸道传播能力,下一代COVID-19疫苗可能优先考虑通过单次注射提供的速效粘膜疫苗。

目前,减毒活病毒或病毒载体被认为是诱导粘膜免疫抵抗呼吸道病原体的最有效策略。基于腺病毒5型(Ad5)的鼻内COVID-19疫苗已进行临床试验。与肌肉注射相比,鼻内注射ChAdOx1-S腺病毒载体疫苗已被证明可引起更强的粘膜免疫。有研究利用编码SARS-CoV-2刺突蛋白受体结合域(RBD)的减毒流感病毒(LAIV)开发了一种鼻内候选疫苗。水疱性口炎病毒(VSV)是另一种被广泛研究和应用于疫苗开发的病毒载体。已经开发了几种VSV载体的COVID-19候选疫苗,主要由编码刺突蛋白的具有复制能力的野生VSV构建。迄今为止,至少有两种基于VSV的候选疫苗已进入临床试验:IIBR-100 (https://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT04990466)和V590,后者由默克公司生产。然而,在I期临床试验中,V590疫苗未能引起强烈的体液反应,可能是由于肌肉注射。之前的研究表明,突变型VSV (VSVMT)在其基质蛋白(M)中具有三重突变(S226R, V221F和∆M51),在动物模型中具有高度减毒的作用。当将来自原型WA1和VOCs 的VSVMT载体SARS-CoV-2刺突蛋白经鼻给药时,在仓鼠和hACE2转基因小鼠模型中观察到强大的免疫反应,特别是粘膜免疫。

VSVMT-S2P对Balb/c健康小鼠的安全性和免疫原性(图源自Advanced Science 

在2019冠状病毒病大流行背景下,免疫功能低下人群是弱势群体。他们的免疫系统减弱可能导致疫苗反应性降低,使他们面临感染和严重疾病的更高风险。因此,下一代疫苗在免疫功能低下个体中的有效性和安全性值得特别关注。一种基于VSV载体的疫苗有希望的方法是使用缺乏G糖蛋白的重组VSV,只允许单轮复制。这种复制缺陷的VSV可以被改造成表达高水平的外源抗原。值得注意的是,单周期VSV载体产生的HIV包膜蛋白的细胞免疫应答优于复制型VSV载体诱导的细胞免疫应答。此外,预制稳定的SARS-CoV-2刺突蛋白(S)在K986和V987残基上进行了两个脯氨酸替换,与野生型相比,已被证明是一种优越的免疫原。研究构建了以S2P基因代替糖蛋白基因(G)的单周期VSV,旨在开发新型VSV载体SARS-CoV-2粘膜疫苗。研究了VSVMT-S2P通过鼻内(IN)或肌内(IM)单次免疫的安全性和免疫原性,并将这些反应与VSVMT载体刺突蛋白产生的反应进行了比较。


参考消息:

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202404197

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