SARS-CoV2感染研究新发现：为黏膜疫苗开发提供关键依据

为探究 SARS-CoV2感染诱导黏膜 IgA 的机制，研究人员开展相关研究，发现 MyD88 和 MAVS 信号通路的作用，为疫苗开发提供依据。

　　新冠疫情的爆发，让严重急性呼吸综合征冠状病毒 2（SARS-CoV₂）成为全球关注的焦点。这一病毒不断变异，尤其是其刺突（Spike）蛋白的突变，使其能够巧妙地躲避人体的体液免疫攻击。在这场与病毒的斗争中，人们逐渐认识到呼吸道抗病毒免疫球蛋白 A（IgA）抗体的重要性。它就像呼吸道的 “忠诚卫士”，在预防 SARS-CoV₂感染方面，比血液循环中的免疫球蛋白 G（IgG）抗体更为有效。然而，面对这个狡猾的病毒，仍有许多未解之谜。其中，诱导针对 SARS-CoV₂感染的黏膜 IgA 所需要的先天免疫信号的作用机制，一直是科学界亟待攻克的难题。

为了深入了解这些关键问题，来自东京大学医学科学研究所传染病控制系病毒感染科的研究人员开展了一系列研究，相关成果发表在《npj Vaccines》上。

研究人员在这项研究中使用了多种关键技术方法。在动物实验方面，选用了叙利亚地鼠和不同品系的小鼠作为实验动物。对于病毒研究，通过在小鼠体内连续传代 80 次，成功获得了小鼠适应的 SARS-CoV₂ alpha、gamma 和 omicron BA.1 变异株。在检测分析上，运用定量 PCR 技术检测病毒基因组 RNA 水平，采用酶联免疫吸附试验（ELISA）测定抗体水平，借助病毒滴定实验评估病毒在体内的复制情况，还利用流式细胞术分析细胞相关指标 。

下面来看看具体的研究结果：

1. 鼻内疫苗在阻断异源 SARS-CoV₂感染方面表现更优：研究人员首先用原始 SARS-CoV₂感染叙利亚地鼠，五周后用同源或异源 SARS-CoV₂变异株进行攻击。结果发现，感染原始毒株的地鼠不仅产生了同源和异源病毒交叉反应的 IgG 抗体，还能有效阻断病毒复制。随后对比鼻内和肌肉注射疫苗的交叉保护效果，发现两种接种方式诱导的血清 IgG 抗体水平相当，但鼻内接种的地鼠能完全抑制异源病毒在肺组织中的复制，这表明黏膜免疫在阻断病毒感染方面更具优势。
2. 成功制备小鼠适应的 SARS-CoV₂变异株：由于缺乏可用的抗地鼠 IgA 抗体，研究人员制备了小鼠适应的 SARS-CoV₂变异株。通过在老年小鼠和年轻小鼠体内多次传代，获得了 alpha P80、gamma P80 和 omicron BA.1 P80 病毒。这些变异株在基因上发生了变化，且 gamma P80 病毒感染小鼠后，肺部病毒滴度更高，会导致严重肺水肿和致死性感染。
3. 无佐剂鼻内 Spike 疫苗可诱导抗病毒呼吸道 IgA：在 C57BL/6 小鼠中，感染 omicron BA.1 P80 病毒无法诱导显著的呼吸道 Spike 特异性 IgA 抗体。但对感染过的小鼠进行无佐剂鼻内 Spike 蛋白加强免疫后，能诱导出高水平的 Spike 特异性 IgA 抗体，且不影响 IgG 抗体水平，这说明鼻内加强免疫可有效激发呼吸道抗病毒 IgA 抗体。
4. 鼻内加强免疫可保护小鼠免受异源 SARS-CoV₂感染：用无佐剂 Spike 蛋白对感染 BA.1 P80 病毒恢复后的小鼠进行鼻内或肌肉内加强免疫，再用异源的 gamma P80 病毒攻击。结果显示，鼻内加强免疫组小鼠的呼吸道中产生了大量 gamma P80 病毒交叉反应的 IgA 抗体，能显著降低 BALF 中的病毒基因组水平，完全阻断病毒复制，且对异源病毒感染具有高度抗性，这表明鼻内疫苗在保护小鼠免受异源感染方面效果更佳。同时，研究发现 CD8 T 细胞耗竭对鼻内 Spike 加强免疫的抗病毒保护作用无显著影响，说明该保护作用不依赖于 CD8 T 细胞介导的免疫。
5. MyD88 和 MAVS 在诱导抗病毒呼吸道 IgA 中发挥作用：研究人员用 omicron BA.1 P80 病毒感染野生型（WT）、MyD88 敲除（KO）、cGAS 敲除和 STING 敲除的 C57BL/6 小鼠，五周后用无佐剂 Spike 蛋白进行鼻内加强免疫。结果发现，MyD88 缺陷小鼠的血清和 BALF 中 Spike 特异性 IgG 和 IgA 抗体严重受损，其肺部树突状细胞（DCs）向纵隔淋巴结（mLN）的迁移也受到严重影响，且 DCs 表面 MHC II 类分子和 CD86 的表达水平较低。在 MAVS 敲除小鼠中，BALF 中的 Spike 特异性 IgA 抗体显著降低。这些结果表明，MyD88 和 MAVS 信号在鼻内无佐剂 Spike 加强免疫诱导抗病毒呼吸道 IgA 中发挥重要作用。

综合来看，这项研究表明呼吸道抗病毒 IgA 抗体在预防异源 SARS-CoV₂感染方面优于循环 IgG 抗体。鼻内给予曾感染小鼠无佐剂 Spike 蛋白可诱导出高水平的 Spike 特异性 IgA 抗体，且 SARS-CoV₂感染诱导抗病毒呼吸道 IgA 抗体需要 MyD88 和 MAVS 信号通路参与。这些发现为开发针对异源 SARS-CoV₂变异株的交叉保护性黏膜疫苗提供了重要依据，有助于科学界进一步探索如何更有效地应对 SARS-CoV₂的不断变异，为全球抗疫工作提供了新的思路和方向。不过，目前仍有一些问题有待进一步研究，比如先天免疫分子之间是否存在更多复杂的相互作用，以及如何将这些研究成果更好地转化为实际应用的疫苗等，这些都将是未来研究的重要方向。