鼻内流感病毒载体疫苗:对抗 H5N1 感染的新希望 —— 基于小动物模型的研究

《Nature Communications》:

【字体: 时间:2025年04月02日 来源:Nature Communications

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  为应对高致病性禽流感 H5N1 病毒潜在大流行风险,香港大学研究人员开展了鼻内流感病毒载体疫苗(DelNS1 LAIV)研究。结果显示,该疫苗能诱导小鼠和仓鼠产生有效免疫反应,提供对 H5N1 病毒的保护,为防控 H5N1 病毒感染提供了新策略。

  流感病毒,这个令人闻风丧胆的 “小恶魔”,时不时就会兴风作浪,给人类健康带来巨大威胁。其中,高致病性禽流感 H5N1 病毒自 1997 年起就开始在水禽中肆虐,不仅在家禽间引发大规模疫情,还时不时 “跨界” 感染人类。近年来,H5N1 病毒的 2.3.4.4b 分支更是 “不安分”,不仅感染了牛,还出现了一些变异,让人们担心它会更容易感染人类,引发全球性的大流行。由于 H5N1 病毒在野生鸟类中持续存在,想要彻底消灭它几乎是不可能的任务。所以,研发有效的疫苗来预防潜在的 H5N1 病毒大流行,就成了全球科学家们争分夺秒要攻克的难题。
在这场与病毒的赛跑中,香港大学的研究人员挺身而出。他们利用之前开发 COVID-19 疫苗时使用的删除 NS1 基因的减毒活流感病毒载体系统(DelNS1 LAIV),基于公开的基因序列,迅速开发出了针对牛 H5N1 及相关 2.3.4.4b 分支毒株的鼻内疫苗。这项研究成果发表在《Nature Communications》上,为我们抗击 H5N1 病毒带来了新的希望。

研究人员在开展这项研究时,运用了多种关键技术方法。在细胞和病毒培养方面,使用了从 ATCC 获取的 MDCK、A549 和 293T 细胞系,通过反向遗传学技术拯救出多种流感病毒毒株 。为检测疫苗效果,进行了动物实验,选用 6 - 8 周龄的雌性 BALB/c 小鼠和雄性金黄地鼠,分别进行免疫和病毒攻毒实验 。同时,采用了多种检测技术,如通过微量中和(MN)试验检测血清中和抗体效价,利用酶联免疫吸附测定(ELISA)检测抗体水平,借助细胞内细胞因子染色(ICS)和 NP147四聚体染色分析 T 细胞反应等。

下面来详细看看研究结果:

  • DelNS1 减毒活病毒载体 H5N1 疫苗具有高度免疫原性:研究人员合成了 H5 和 N1 基因,并构建了 DelNS1-cH5N1 和 DelNS1-mH5N1 两种减毒活疫苗。这两种疫苗在 MDCK 细胞和鸡胚中都能良好复制,且基因组稳定性高。在小鼠和仓鼠实验中,疫苗无毒性,接种后不会在动物体内造成病毒传播。免疫原性实验表明,单剂量的 DelNS1-H5N1 LAIV 疫苗能在小鼠和仓鼠体内诱导产生抗 H5 抗体、中和抗体、黏膜 IgA 以及 T 细胞反应,且鼻内免疫途径能诱导更强的肺部 CD8+ T 细胞反应。
  • DelNS1-H5N1 疫苗能有效抵御 H5N1 病毒的致命攻击:研究人员构建了貂和牛 H5N1 病毒的反向遗传版本用于动物攻毒实验。结果显示,未接种疫苗的小鼠在感染病毒后一周内死亡,而接种疫苗的小鼠在两周观察期内无明显疾病症状,且在其组织中未检测到病毒。在仓鼠实验中,单剂量接种疫苗的仓鼠能得到有效保护,两剂量接种可实现最佳保护。同时,该疫苗还能诱导呼吸道组织的黏膜免疫,防止病毒在气道复制,并且对同分支的不同病毒株具有交叉保护作用。
  • 存在预先免疫时 DelNS1-H5N1 LAIV 免疫效果不受影响:由于疫苗通过鼻内接种,研究人员担心之前感染其他流感病毒(如季节性流感)会影响疫苗的免疫效果。实验表明,预先感染 H3N2 和 H1N1 DelNS1 LAIVs 的小鼠,后续接种 DelNS1-H5N1 LAIV 时,其抗 H5N1 免疫反应不受影响,仍能有效抵御致命剂量的貂 H5N1 病毒攻击。而且,单剂量接种 DelNS1-H5N1 LAIV 疫苗能诱导持久的免疫记忆,接种 8 周后的小鼠仍具有显著水平的抗 H5N1 病毒中和抗体和 BAL IgA,且能抵御 H5N1 病毒的致命攻击。较低剂量的疫苗也能诱导可比的抗体水平并提供有效保护。

综合上述研究,DelNS1-H5N1 LAIV 疫苗展现出了良好的免疫原性和保护效果。它不仅能在小鼠和仓鼠体内诱导产生全面的免疫反应,有效抵御 H5N1 病毒的感染,而且不受预先存在的季节性流感病毒免疫的影响,单剂量接种就能提供持久的免疫保护。这一研究成果为未来应对 H5N1 病毒大流行提供了一种极具潜力的疫苗选择。同时,DelNS1 流感病毒载体系统因其安全性、易于生产以及能有效诱导全身和黏膜免疫的特点,在未来应对其他新兴流感病毒时也可能发挥重要作用。不过,目前该疫苗还需要进一步在人体中进行评估和验证,以确定其在人类中的安全性和有效性,为人类健康筑起更坚实的防线。
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