多价mRNA疫苗在小鼠模型中诱导强效免疫反应并有效预防猴痘病毒感染

为解决全球猴痘病毒(MPXV)暴发带来的公共卫生威胁，研究人员开发了两种靶向MPXV IMV(胞内成熟病毒)和EEV(胞外包膜病毒)抗原的多价mRNA疫苗AALI和AAL。该研究通过单细胞转录组测序等技术证实，疫苗能诱导广谱中和抗体、增强B/T细胞受体多样性，并在小鼠攻毒模型中显著降低病毒载量，为开发新型Orthopoxvirus疫苗提供了重要策略。

　　

近年来，猴痘病毒(MPXV)的全球暴发引发公共卫生危机。这种与天花病毒同属Orthopoxvirus属的病原体，已造成超过13万例感染和314例死亡。尽管传统疫苗如ACAM2000和JYNNEOS能提供部分保护，但存在安全性风险或供应不足等问题。更令人担忧的是，自1980年全球停止天花疫苗接种后，人群对Orthopoxvirus的免疫力普遍下降，亟需开发安全高效的新型疫苗。

深圳市第三人民医院和深圳中科产业控股有限公司的研究团队在《Nature Communications》发表重要研究成果。他们创新性地设计了两款多价mRNA疫苗——AALI和AAL，分别编码MPXV的三种保守抗原(A35R、A29L、L1R)及免疫增强因子IFN-α。这些疫苗采用甘露糖修饰的脂质纳米颗粒(Man-LNPs)靶向递送至树突状细胞，成功在小鼠模型中诱导出强效免疫保护。

研究采用多项关键技术：通过体外转录(IVT)合成修饰mRNA；利用微流控技术制备Man-LNPs载体；建立BALB/c小鼠MPXV呼吸道感染模型；采用表面等离子共振(SPR)分析抗体亲和力；结合单细胞RNA测序(scRNA-seq)与V(D)J测序解析免疫细胞动态；通过空斑减少中和试验(PRNT)评估中和抗体效价。

疫苗设计与表达验证

研究人员设计包含MPXV三种抗原的融合蛋白AAL(A35R-A29L-L1R)和含IFN-α的AALI，通过AlphaFold 3预测显示各结构域无空间位阻。透射电镜显示LNPs粒径均匀(100-120nm)，封装效率达95%。Western blot和流式细胞术证实疫苗能在细胞和动物体内高效表达目标蛋白。

安全性与免疫活性

细胞毒性实验显示LNPs在1.25mM浓度内无显著毒性。组织病理学和小鼠肝肾功能指标均正常。疫苗显著促进骨髓来源树突状细胞(BMDCs)成熟标志物(MHC I/II、CD80/86)表达，其中AALI组CD80表达比AAL组高1.4倍。

体液免疫应答

ELISA显示疫苗诱导的抗体对MPXV clade I/II和VACV抗原(A27L、A33R)均有高结合力，IgG滴度>327680。SPR测定AALI抗体对MPXV抗原的KD值达10^-9-10^-8M。PRNT证实AALI中和抗体效价(1:900)显著高于AAL(1:300)。ELISpot检测发现AALI组抗原特异性抗体分泌细胞(ASCs)数量比AAL组多40%。

细胞免疫应答

流式细胞术显示疫苗显著促进CD4⁺和CD8⁺T细胞增殖。ELISpot检测到AALI组IFN-γ和IL-4分泌细胞分别增加2.3倍和1.8倍。细胞毒性实验显示AALI组对A35R抗原的特异性杀伤率达75%。

攻毒保护效果

小鼠经鼻感染MPXV clade IIb株后，AALI组肺部病毒载量在7天内下降99%，而对照组持续上升。组织病理显示疫苗组肺泡结构完整，而对照组出现严重炎性浸润。免疫荧光证实AALI组CD8⁺T细胞浸润增加3倍，病毒抗原分布减少90%。

单细胞免疫图谱

scRNA-seq分析发现AALI组浆细胞比例增加2.1倍。B细胞亚群中边缘区B细胞(MZ B)和浆母细胞显著扩增。TCR分析显示疫苗特异性克隆扩增，偏好使用Trav7d-2/Trbv13-3基因。MEME算法鉴定出疫苗特异性CDR3基序如"YAMDYW"(IGH链)和"CALSEG"(TRA链)。

该研究首次系统阐明了mRNA疫苗对抗Orthopoxvirus的多维度免疫保护机制。AALI疫苗通过IFN-α佐剂效应，协同增强体液和细胞免疫，对MPXV不同分支和VACV均显示交叉保护。研究建立的单细胞免疫图谱为疫苗优化提供了分子标志物，而发现的BCR/TCR特征序列可为治疗性抗体开发提供线索。这种快速响应、安全高效的技术路线，为应对新发突发传染病提供了创新解决方案。