陈斯迪团队开发出首个多价猴痘mRNA候选疫苗

2023-03-08

疫苗信使RNA

2022年夏季猴痘疫情在全球范围内爆发，在短短数月时间内波及上百个国家，导致8万多人感染，200余人死亡。疫情的爆发导致猴痘疫苗JYNNEOS短期内供应紧缺。JYNNEOS是由改良型痘苗安卡拉株（MVA）研发而成。因为抗原高度相近，天花疫苗ACAM2000可用于防范猴痘。因为天花的高致死率和目前人群的低接种率，美国拥有大量的ACAM2000战略储备。但ACAM2000被报道与心肌炎、心包炎的高发率相关【1】。其安全性不如减毒后的MVA且在免疫缺陷人群中易于产生并发症，因此在此次疫情中并未广泛使用。mRNA疫苗在防范新冠疫情中获得了极大的成功，且有良好的安全性、易于大规模生产和可灵活改变抗原的优势。猴痘疫苗的紧缺、mRNA疫苗的优势以及提高战略储备疫苗安全性的需求触发了研制基于猴痘抗原的mRNA疫苗的想法。而在研发过程中有一系列问题亟待解决。例如，MVA抗原和猴痘抗原有多大的区别？表达猴痘抗原的mRNA能否诱导中和性抗体？猴痘mRNA抗原在活体内的表达是否安全可靠？电子显微镜下的猴痘病毒颗粒。CDC/CYNTHIA S. GOLDSMITH/SCIENCE SOURC2023年3月7日，耶鲁大学陈斯迪团队和Carolina Lucas团队共同通讯在Cell Research在线发表题为 Polyvalent mRNA vaccination elicited potent immune response to monkeypox virus surface antigens 的研究论文。该研究设计并比较了单价、多价猴痘mRNA候选疫苗的免疫原性，其中包括MPXVac-097（五个抗原串联在一个mRNA转录本）、单抗原lipid nanoparticle (LNP，脂质纳米颗粒) mRNA 和Mix-5（五个抗原LNP mRNA等量混合）。MPXVac-097有效诱导了广谱中和抗体、猴痘特异性T细胞反应以及对于痘苗病毒活体挑战的保护力。MPXVac-097的免疫原性和感染防护效果与Mix-5相近。但MPXVac-097 通过串联mRNA抗原简化了生产工艺，相比Mix-5的形式有独特优势和研发吸引力。此外，MPXVac-097的接种在小鼠中有良好的安全性，免疫小鼠的病理学分析没有发现任何明显的病理改变。这些数据为研发猴痘多价mRNA疫苗奠定了基础。该研究所设计的MPXVac-097通过2A自切割多肽串联五个猴痘表面抗原，A29L、E8L、M1R、A35R和B6R。这五个抗原均为中和性抗体靶点。他们与对应MVA抗原的序列一致度在90-95%，部分氨基酸差异位于中和抗体结合区域，可能降低抗体亲和力。而基于猴痘抗原的mRNA疫苗可有效避免这一抗原的差异。研究小组通过添加抗原标签来确认MPXVac-097是否可有效表达五个猴痘抗原以及抗原在细胞内的分布。激光共聚焦成像和流式分析表明所涉及抗原均可在细胞内表达，但不同抗原在细胞膜和细胞内的分布有显著不同。在确认抗原表达后，小组制备了单价、多价猴痘LNP mRNA，并在小鼠模型中比较了他们的免疫原性。两剂MPXVac-097或Mix-5有效诱导了针对E8L和A35R的特异抗体，而对于其他三个抗原未能诱导显著的特异抗体。MPXVac-097所产生的特异抗体可有效中和同一orthopoxvirus属的多个病毒，包括猴痘、牛痘和痘苗病毒。MPXVac-097的免疫接种同时也诱导了T细胞克隆性扩增和猴痘抗原特异的T细胞反应。并且在痘苗活病毒挑战实验中，MPXVac-097、Mix-5以及MVA均可有效预防病毒感染所导致的体重丢失以及相应病征。在MPXVac-097的安全性分析中，免疫小鼠没有出现明显的毒性反应，进一步的病理组织学分析表明MPXVac-097没有导致任何显著器官病变、血细胞异常或肝功能酶异常。所有数据证明MPXVac-097可有效诱导猴痘特异的保护性免疫力且在小鼠内有良好的安全性表现。该研究由美国耶鲁大学陈斯迪、Carolina Lucas、Andre Levchenko、Carmen J. Booth团队合作完成，陈斯迪教授和Carolina Lucas教授为该论文共同通讯作者，陈斯迪课题组方禛浩和Carolina Lucas课题组Valter Monteiro为论文共同第一作者。原文链接：https://www-nature-com.libproxy1.nus.edu.sg/articles/s41422-023-00792-5参考文献：1. Nalca, A. & Zumbrun, E. E. ACAM2000: the new smallpox vaccine for United States Strategic National Stockpile. Drug Des Devel Ther 4, 71-79, doi:10.2147/dddt.s3687 (2010).