RBD 缺失的 SARS-CoV-2 刺突蛋白：开辟新冠疫苗新防线，增强免疫保护力

《npj Vaccines》：RBD-depleted SARS-CoV-2 spike generates protective immunity in cynomolgus macaques

新冠病毒不断变异，现有疫苗针对 RBD 的免疫反应受挑战。研究人员开展 RBD 缺失的 SARS-CoV-2 刺突蛋白（SΔRBD）研究。结果显示，SΔRBD 免疫原性强，相比第三次 mRNA 加强针能更好保护肺部感染，为疫苗研发提供新思路。

　　在新冠疫情的阴影下，新冠病毒（SARS-CoV-2）持续变异，给全球抗疫带来了巨大挑战。自疫情爆发以来，原始的武汉毒株不断演变，产生了一系列新变种，如 Alpha、Delta，尤其是 Omicron 及其众多亚变种。这些变种在刺突蛋白（S glycoprotein）上携带大量突变，其中受体结合域（RBD，receptor binding domain）的突变最为集中。RBD 在免疫过程中具有免疫优势，约 90% 的中和抗体反应都针对它。然而，RBD 的高突变率使得现有疫苗和治疗性抗体的效果大打折扣，难以有效预防感染和传播，虽然仍能对重症起到一定保护作用，但免疫逃逸问题严重。

为了解决这一困境，来自法国巴黎萨克雷大学（Université Paris-Saclay）等多个研究机构的研究人员开展了一项极具意义的研究。他们旨在将免疫反应从 RBD 转移到 S 蛋白更保守的区域，开发出了不含 RBD 的 S 蛋白三聚体（SΔRBD），并将其与脂质囊泡结合，制成纳米颗粒疫苗候选物。

研究结果表明，SΔRBD 能折叠成天然的预融合构象，通过甲醛交联得以稳定，且其结构与全长 S 蛋白相似，所有非 RBD 表位都得以保留。在动物实验中，用 SΔRBD - LV（SΔRBD - lipid vesicles，SΔRBD 脂质囊泡）进行加强免疫，诱导出的抗体滴度和中和不同变种（包括 Omicron）的能力与使用辉瑞 Comirnaty mRNA 疫苗加强免疫相似。在对 Omicron XBB.3 毒株的攻毒实验中，Comirnaty 疫苗单独接种组和 Comirnaty/SΔRBD - LV 接种组都提供了相似的总体感染保护，但 SΔRBD - LV 加强免疫组在预防肺部感染方面表现更优。

这项研究成果发表在《npj Vaccines》上，具有重要意义。它为新冠疫苗的研发提供了新方向，SΔRBD 作为一种潜在的疫苗加强剂，有望与现有疫苗联合使用，降低病毒免疫逃逸的风险，增强对新冠病毒的免疫保护。

研究人员开展此项研究用到的主要关键技术方法包括：利用哺乳动物细胞表达和纯化 SΔRBD 蛋白，通过化学交联和脂质囊泡偶联制备 SΔRBD - LV；运用冷冻电镜（cryo - EM）解析 SΔRBD 结构；采用酶联免疫吸附试验（ELISA）检测血清抗体滴度；通过假病毒中和试验和电化学发光（ECL）中和试验评估中和抗体活性；使用 ELISpot 和流式细胞术分析 T 细胞反应；对动物进行攻毒实验并检测病毒载量等。

下面详细介绍研究结果：

• SΔRBD 的结构和脂质囊泡包被：表达并纯化 SΔRBD 蛋白，通过甲醛交联使其稳定，冷冻电镜结果显示 SΔRBD 折叠成预融合构象，有一个主要交联位点稳定其结构，且与全长 S 蛋白结构相似。将 SΔRBD 与脂质囊泡孵育，经蔗糖梯度离心得到 SΔRBD - LV，负染电镜证实其成功包被。
• 食蟹猴的抗体反应：将食蟹猴分为三组，分别接种 Comirnaty 疫苗（n = 3）、Comirnaty 疫苗后用 SΔRBD - LV 加强免疫（n = 3）和未接种（n = 2）。研究发现，两组接种疫苗的动物产生的 S 特异性抗体滴度相似，但 SΔRBD - LV 加强免疫组的 RBD 抗体滴度降低，SΔRBD 抗体滴度升高，且该组抗体滴度下降幅度更小。两组接种疫苗的动物在第二次免疫后都产生了显著的血清中和滴度，第三次免疫后进一步增强，SΔRBD - LV 加强免疫诱导的中和谱与 Comirnaty 疫苗加强相似。
• 疫苗诱导的 T 细胞反应：接种疫苗的食蟹猴在 PBMCs 经 S 肽池体外刺激后都产生了 T 细胞反应，两组之间无显著差异。反应在第二次免疫后一周达到高峰，第三次免疫后有所下降。疫苗特异性 T 细胞亚型分析显示，两组动物在三次免疫后都产生了针对 S1 和 S2 肽池的特异性 CD4⁺ T 细胞，且无显著差异，两组都未检测到抗 S CD8⁺ T 细胞。
• Omicron 变种攻毒实验：在第三次免疫 13 周后，用 Omicron XBB.3 毒株对 SΔRBD 组和对照组（n = 4）进行攻毒。结果显示，接种疫苗组的病毒载量比对照组降低了 1 - 2 个数量级，虽因动物数量少等因素差异未达统计学意义，但 SΔRBD - LV 加强免疫组在支气管肺泡灌洗液（BAL）中的病毒基因组 RNA（gRNA）和亚基因组 RNA（sgRNA）水平低于检测限，表明其对肺部感染有更好的保护作用。攻毒后，接种疫苗组的特异性 IFN - γ 产生细胞无显著差异，且对 N 肽池刺激反应有限，而对照组产生了新的抗 S1、 - S2 和 - N Th1 CD4⁺反应。

研究结论和讨论部分指出，SΔRBD 脂质囊泡免疫原性强，能有效将免疫反应从免疫优势的 RBD 转移开，虽研究中免疫反应重定向程度有限，但未来优化疫苗接种方案等有望改善。该策略与现有疫苗结合，可能降低病毒免疫逃逸风险。此外，目前获批疫苗存在免疫反应随时间减弱的问题，mRNA 初免后用异源疫苗（如基于蛋白的疫苗）加强免疫，可能产生更广泛、更强大和更持久的免疫反应，为新冠疫苗的改进和优化提供了新的思路和方向。