病毒学国家重点实验室陈宇研究组在冠状病毒减毒活疫苗研究中取得新进展

　　

新冠病毒（SARS-CoV-2）引起的疫情仍在世界各国肆虐，各种突变株层出不穷。截止2021年8月，全球新冠肺炎累计确诊病例数超2亿例，累计死亡超4百万例。疫苗作为人类对抗传染性疾病的有效手段，依然是目前防控冠状病毒最有希望的方法。

近日，国际学术期刊Emerging Microbes & Infections发表了武汉大学病毒学国家重点实验室陈宇研究组的最新研究成果，论文题为“Live attenuated coronavirus vaccines deficient in N7-Methyltransferase activity induce both humoral and cellular immune responses in mice”（N7-甲基转移酶活性缺陷的冠状病毒减毒活疫苗能够在小鼠体内诱导体液免疫和细胞免疫）。该项研究提出了N7-甲基转移酶是正向开发冠状病毒减毒活疫苗的理想靶点，且该靶点及机制在冠状病毒属中具有广泛的保守性。

 

图1. 相关论文在线发表于Emerging Microbes & Infections

 

在本研究中，陈宇研究组结合实验室前期对冠状病毒非结构蛋白14（nsp14）N7-甲基转移酶功能的研究，选取了鼠肝炎病毒（MHV，一种高致病性模式冠状病毒，与SARS-CoV、MERS-CoV、SARS-CoV-2同属于β冠病毒亚属）作为研究模型，利用反向遗传学系统正向开发了N7-甲基转移酶的关键活性位点突变的两株突变病毒rMHV D330A和Y414A （图2），并鉴定了这两株重组减毒病毒的致病性和免疫原性。

 

图2. 利用反向遗传学系统正向开发的两株突变减毒病毒株：rMHV D330A和Y414A

 

rMHV D330A和Y414A这两种突变体在细胞培养中表现出与野生型 (WT) 病毒相似的复制效率，且突变位点复制稳定，但在小鼠中高度减毒，并能够被快速被清除，显示出极高的安全性。rMHV D330A 或 Y414A 的单剂量免疫可诱导长期体液免疫反应（至少11个月）和强大的 CD4+和 CD8 + T 细胞反应，并可以保护小鼠免于致死剂量 MHV-A59 的感染（图3、图4）。

 

图3. rMHV D330A 或 Y414A 的单剂量免疫可诱导长期体液和细胞免疫反应

 

图4. rMHV D330A 或 Y414A 的单剂量免疫能有效保护小鼠免于致死剂量 MHV-A59 的感染

目前，开发冠状病毒疫苗的可用策略包括减毒活疫苗、灭活疫苗、重组病毒载体疫苗、亚单位蛋白疫苗、DNA 疫苗和 mRNA 疫苗等。对减毒活疫苗的一个主要担忧是其减毒机制不明确，在机体内如果不能快速清除可能与其他循环中的冠状病毒重组，因此存在恢复毒力的风险。相比之下，其他种类的疫苗相对安全，但或存在成本高、免疫原性弱、缺乏CD8⁺介导的T淋巴细胞（CTL）反应、对佐剂的依赖程度高等缺点。在安全性可控的前提下，成本低、易于快速大规模制备且具有全面保护功能的N7-甲基转移酶缺陷的减毒活疫苗将是新的可取的策略，尤其适用于畜牧业中冠状病毒疫苗的开发。

研究人员也强调，目前新冠病毒灭活疫苗使用的毒株是野生毒株，对实验室安全等级的要求更高，而复制稳定的N7-甲基转移酶减毒策略在灭活疫苗的大规模安全生产中也具备应用价值。

陈宇教授为该论文的通讯作者，博士研究生张贞、刘乾运为该论文共同第一作者，蓝柯教授、郭德银教授、徐可教授、周立副教授等参与了本研究。本研究工作得到了武汉大学A3实验室/动物中心的大力支持以及武汉大学新冠科技攻关专项基金、北京泰康溢彩公益基金会、国家自然科学基金新冠病毒专项等资助。