基于呼吸道合胞病毒预融合F糖蛋白的纳米颗粒疫苗可激发强效保护性免疫反应

这篇研究突破性地开发了基于第二代RSV预融合F蛋白（Sc9-10）的纳米颗粒疫苗（NPM），通过计算机设计的纳米载体与Catcher/Tag系统偶联，显著提升抗原稳定性与免疫原性。在棉鼠模型中，该疫苗无需强效佐剂即可提供广谱保护，且未引发疫苗增强性疾病（VED），为婴幼儿等高风险人群提供了更安全的RSV防控策略。

　　

ABSTRACT

呼吸道合胞病毒（RSV）是全球公共卫生重大威胁，目前疫苗仅获批用于老年人群体。研究聚焦RSV融合蛋白（F）的预融合构象（preF），其诱导的中和抗体效价显著高于后融合态。团队将第一代抗原DS-Cav1与第二代优化抗原Sc9-10通过Catcher/Tag系统偶联至新型纳米颗粒平台NPM，相较传统I53-50载体，该设计使免疫原性、稳定性和生物活性全面提升。

INTRODUCTION

RSV作为单股负链RNA病毒，其F糖蛋白介导病毒膜与宿主细胞膜融合，是中和抗体的主要靶点。预融合态F蛋白通过二硫键稳定突变（DS-Cav1）和单链优化（Sc9-10）显著提升结构稳定性。尽管GSK和Pfizer基于preF的疫苗在老年人中展现>85%效力，但婴幼儿适用性仍存挑战。纳米颗粒技术通过多价抗原呈递增强B细胞激活，为疫苗设计提供新思路。

MATERIALS AND METHODS

• 抗原设计：CHO细胞表达preF-Tag融合蛋白，大肠杆菌生产Catcher-NPM载体

• 纳米颗粒组装：摩尔比1:6混合Catcher-NPM与preF-Tag，4°C共孵育24小时

• 免疫评估：BALB/c小鼠采用初免-加强策略（0/14天），棉鼠攻毒实验检测肺组织病毒载量

• 关键技术：动态光散射（DLS）显示颗粒直径约30nm，差示扫描量热法（DSC）揭示双熔解峰（62.3°C/82.0°C）

RESULTS

1. 纳米颗粒特性

Sc9-10-NPM电镜显示均匀形态，SDS-PAGE证实70%以上偶联效率。竞争ELISA显示其对预融合特异性抗体D25的亲和力较I53-50载体提高3倍，且与四级结构抗体AM14强结合。

2. 免疫原性优势

• 小鼠模型：5μg Sc9-10-NPM/Alhydrogel诱导的中和抗体效价（VNT₅₀）达1:3200，较DS-Cav1-I53-50提高10倍

• 剂量效应：0.2μg Sc9-10-NPM/MF59-bio的抗体水平超越5μg Arexvy（P<0.01）

3. 棉鼠攻毒保护

• 无佐剂组：60μg剂量即可完全清除肺组织病毒（log₁₀PFU/g从4.5降至<1.0）

• 病理评分：Formalin灭活疫苗（FI-RSV）组出现显著炎症浸润（评分8.2），而Sc9-10-NPM组保持正常肺泡结构

DISCUSSION

该研究创新性地将结构生物学指导的抗原设计（Sc9-10）与合成生物学纳米载体（NPM）结合，突破传统佐剂依赖限制。值得注意的是：

1. 1.

   热稳定性：4°C储存4周未见降解，优于I53-50载体（25°C即开始解聚）

2. 2.

   安全性：PreF/PostF IgG比值达15.7，远高于FI-RSV的2.3，规避VED风险

3. 3.

   转化潜力：平台技术可扩展至EB病毒、流感等包膜病毒疫苗开发

技术亮点

• Catcher/Tag系统实现抗原-载体精准偶联

• 第二代Sc9-10抗原删除融合肽（F1/F2连接）提升生产稳定性

• MF59-bio佐剂替代AS01E降低发热等不良反应风险

这项研究为RSV疫苗开发提供了兼具创新性和实用性的解决方案，尤其为婴幼儿免疫策略开辟了新途径。