新型高致病性尼帕病毒纳米颗粒疫苗

　　

2024年8月31日，武汉大学病毒学国家重点实验室赵海艳团队和中国科学院武汉病毒研究所邓增钦团队合作在npj Vaccines上发表题为“An attachment glycoprotein nanoparticle elicits broadly neutralizing antibodies and protects against lethal Nipah virus infection”的研究论文。本研究以尼帕病毒G蛋白头部域为抗原靶标，成功开发出一种新型的、安全有效的自组装蛋白纳米颗粒疫苗，该疫苗能够诱导抑制多种亨尼帕病毒感染的广谱中和抗体，并对尼帕病毒感染的仓鼠提供完全保护。

尼帕病毒（Nipah Virus，NiV）是一种具有高致病性和广泛宿主的人兽共患病毒，感染人类后致死率可高达75%。NiV能够感染多种哺乳动物，包括与人类生活密切相关的猪、猫、狗和马等；同时该病毒既可通过被污染的食物传播给人类，也能通过接触感染的动物或人的分泌物和排泄物感染人类。病毒感染人体后，感染者会出现发热、头痛、和呕吐等症状，严重者还会出现急性呼吸系统疾病和致命性脑炎等。目前虽然有一些正在研发的疫苗和抗病毒药物，但是临床上仍然缺乏获批的特异性防治手段，开发新的预防和治疗性候选疫苗和药物迫在眉睫。NiV的G（glycoprotein）蛋白是病毒粒子表面的一种结构蛋白，在NiV与宿主细胞的吸附和进入过程中发挥着重要作用，也是中和抗体产生的主要靶抗原。本研究选取G蛋白头部域作为抗原靶标，以铁蛋白（以下称为ferritin）为载体，成功制备得到了大小均一、单分散的NiV G-ferritin纳米颗粒免疫原。将可溶性的G蛋白（NiV-sG）和NiV G-ferritin纳米颗粒免疫小鼠后，小鼠体内均产生了良好的体液免疫反应，但相较于NiV-sG，NiV G-ferritin可以在小鼠体内更快速地诱导高中和活性和广谱性的血清抗体反应，诱导血清能够有效地中和三种致病性亨帕病毒（NiV-Malaysia、NiV-Bangladesh和Hendra Virus）的感染。研究人员进一步比较了NiV G-ferritin在不同温度储存条件下的稳定性，结果发现NiV G-ferritin在所有测试条件下诱导的体液免疫反应水平相当，并且在三免六个月后，所有免疫组小鼠的血清仍能高效地抑制尼帕病毒的感染，表明即使在37℃下储存两周，NiV G-ferritin也能诱导持久而强大的体液免疫反应（图1）。

图1. NiV G纳米颗粒免疫原的温度稳定性和长效性

由于NiV G-ferritin可以诱导强大的体液免疫反应，研究者还从NiV G-ferritin免疫小鼠体内筛选、制备了一批单克隆抗体（monoclonal antibody，mAb）。在分离的27种mAbs中，25种mAbs可以有效抑制水疱性口炎病毒（VSV）为骨架的NiV假病毒的感染，其抑制50%的NiV假病毒感染所需要的浓度（IC50）低于10 ng/mL。表位竞争分析发现，筛选得到的27个mAbs可以识别NiV G蛋白上4个不同的抗原表位，包括2个新的此前未被报道的表位。

最后，研究者在尼帕病毒感染的致死模型（叙利亚金黄仓鼠）上评估了NiV G-ferritin诱导的免疫反应和保护效果。研究发现给与仓鼠2针或者3针的NiV G-ferritin后，仓鼠体内均产生了高中和活性的血清，且接种2次或者3次均能够帮助仓鼠100%的抵抗致死剂量NiV的攻击。研究者进一步检测了3针疫苗接种仓鼠体内的病毒RNA含量，结果发现，仓鼠的肺脏、脑和脾脏中均未检测到病毒RNA，表明三剂NiV G-ferritin完全抑制了病毒在仓鼠肺部、大脑和脾脏的复制（图2）。

图2. NiV G-ferritin保护叙利亚金黄仓鼠免受NiV-Malaysia致死性感染

综上，本研究成功设计了一种以NiV G蛋白头部域为抗原靶标，以ferritin为展示平台的新型纳米颗粒候选疫苗，并分离了一批具有潜在治疗效果的单克隆抗体。研究为深入理解尼帕病毒G蛋白的免疫原性提供了新的见解，NiV G-ferritin有望进一步开发为亨尼帕病毒的广谱候选疫苗，为全球公共卫生安全提供新的防护策略。

武汉大学病毒学国家重点实验室赵海艳研究员和中国科学院武汉病毒研究所邓增钦研究员为该论文的共同通讯作者。武汉大学生命科学学院博士研究生周丹、已毕业的硕士研究生程娆以及中国科学院武汉病毒研究所高级实验师姚艳丰博士为论文的共同第一作者。该研究得到了国家重点研发计划项目、湖北省卫生健康委青年人才项目和中国科学院院级人才项目的资助，并获得武汉国家生物安全实验室和武汉病毒学国家重点实验室的支持。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41541-024-00954-5