Cell 重磅：mRNA 疫苗成功保护小鼠抵抗 Zika 病毒！

2018-07-21 来源：中国病毒学论坛标签：掌上医生喝茶减肥一天瘦一斤安全减肥 cps联盟美容护肤

摘要：疫苗研发者已经成功地保护小鼠抵抗 Zika 病毒，是通过将编码病毒蛋白的合成 mRNA 注射到动物体内来实现的。然后小鼠细胞构建了病毒的一部分，刺激免疫系统产生抗体以识别未来的感染。当机体再次接触到这种病原时，免疫系统便会依循其原有的记忆，制造更多的保护物质来阻止病原的伤害。这项研究于 2 月 17 日在 Cell 发表，遵循了 2 月 2 日在 Nature 发表的，显示了 Zika 的 mRNA 疫苗在小鼠和猴子中均有类似阳性结果。

疫苗研发者已经成功地保护小鼠抵抗Zika病毒，是通过将编码病毒蛋白的合成mRNA注射到动物体内来实现的。然后小鼠细胞构建了病毒的一部分，刺激免疫系统产生抗体以识别未来的感染。当机体再次接触到这种病原时，免疫系统便会依循其原有的记忆，制造更多的保护物质来阻止病原的伤害。这项研究于2月17日在Cell发表，遵循了2月2日在Nature发表的，显示了Zika的mRNA疫苗在小鼠和猴子中均有类似阳性结果。

Richner和Himansu等人研究发现，修饰的mRNA疫苗诱导针对Zika病毒的消除性免疫，同时可最小化了Zika病毒与登革热感染的交叉免疫反应增强的现象。(图片来源：Richner&Himansu)

“我们测量了小鼠血液、大脑、脾脏，以及雌性小鼠子宫中的病毒，在我们的一组疫苗中，95%的小鼠没有发现病毒复制。”文章的资深一作，圣路易斯华盛顿大学医学院传染病研究员MichaelDiamond说道。而不是用削弱的病毒或病毒片段刺激免疫系统发生免疫反应，RNA疫苗诱导细胞构建一部分病毒，很大程度上这部分病毒强迫细胞建立更多病毒的模式。

“Zika病毒将他们的RNA注入细胞质，然后劫持细胞自身的翻译机制产生Zika病毒的抗原。”研究的共同资深作者GiuseppeCiaramella，也是现代风险投资公司Valera公司首席科学官，专注于传染病治疗方法的拓展，“使用我们的疫苗，可以引导细胞做的完全一样。”

虽然通过注射RNA来指导构建完整的病毒，疫苗包含的RNA指导两个Zika蛋白质。当疫苗RNA进入小鼠细胞时，与核糖体结合，翻译成蛋白质并随之释放。这两种病毒蛋白质并不能感染任何其他细胞，但它们足以使免疫系统学到识别Zika病毒并产生免疫应答。

因为Zika病毒可以进入大脑，所以研究人员一直犹豫是否使用Zika的弱化病毒以产生免疫。即使有弱化的Zika病毒，一些科学家仍然关注这些减毒的Zika病毒仍然可能在大脑中造成一些损害。然而，使用RNA疫苗，细胞能够在病毒未到达大脑之前快速的摄取RNA。

ZIKVmRNALNPVaccinesContainingMutantFLSequencesShowedReducedADEagainstDENVinCellCultureandinAG129Mice

(AandB)Serialdilutionsofserumobtainedatweek8(seeFigure3)fromBALB/cmiceimmunizedwith2or10μgofIgEsig-prME(A)orJEVsig-prM-E(B)mRNALNPswithWTormutantFLsequencesweremixedwithDENV-1RVPsandincubatedwithFc-γreceptorexpressingK562cells.Infectedcellswerequantifiedbyflowcytometry.Representativecurvesforeachgroup(withpeakenhancementtiters(PET)atornearthegroupmedian)areshownin(A)and(B).

(C)Resultsaredisplayedrelativetothemaximuminfectivityobservedwiththecontrolcross-reactiveWNVmAbE60(FL-specific)runinparallel(C).ThedottedlineisprovidedasareferenceformAbE60normalization.Errorbarsindicatetherangeofduplicatetechnicalreplicates.

(D)Peakenhancementtiter(PET)foreachmousepergroup.DatawereanalyzedbyaKruskal-Wallisone-wayANOVAwithamultiplecomparisonscorrectionandcomparedtothecontrolLNPvaccine(??p<0.01;???p<0.001).

(E)Magnitudeofenhancement(extentofinfectionatthePET)foreachmousepergroup.

(F)NeutralizationofDENV-2RVPsbyserapooledfromplaceboorIgEsig-prM-E(2μgdoseofWTorFLmutant)vaccinatedmice.Errorbarsindicatetherangeofduplicatetechnicalreplicates.

(GandH)EnhancingeffectsofZIKVimmuneserumonDENV-2infectioninAG129mice.RecipientAG129micewerepassivelytransferredPBS,1μL(G)or10μL(H)ofpooledserumfromBALB/cmicevaccinatedwithWTorFLmutantIgEsig-prMELNPs,or15μgofanti-prMmAb(2H2,positivecontrol).Onedaylater,animalswerechallengedwith105FFUofDENV-2(strainS221)andfollowedformortality(left)andclinicalscore(right)(1(healthy)to7(deceased)scale;seeSTARMethods).Resultsarepooledfromtwotothreeindependentchallengeexperiments(numbersofanimalsindicatedbeneathgraph)withtheexceptionoftheanti-prMmAb,whichwasadministeredinonlyoneofthetwoexperimentsasapositivecontrol.SurvivalcurvesbetweenserumtransfersfromIgEsig-prM-E(WTandFLmutantLNPs)vaccinatedmicewerestatisticallydifferent

使用RNA疫苗的另一个关键优势是其适应性。生物学家有很多已经实践的方法来改变RNA链，使得更容易定制疫苗。

在Zika疫苗研究论坛中，研究人员通过陈述了一个可能的问题来证明了疫苗的灵活性。Zika病毒看起来很可怕，很像与之密切相关的登革热病毒。事实上，他们看起来非常相似，免疫系统针对Zika病毒产生的抗体可能结合到登革热病毒上，但实际上Zika病毒产生的抗体并没有杀死登革热病毒。如果发生这种情况，抗Zika抗体可能会加重登革热的感染。然而，轻微修饰疫苗中的RNA允许研究人员诱导Zika病毒致死的抗体，并使其结合登革热的能力最小化。

研究人员强调，目前还没有流行病学方面的研究报告，特别是体内含Zika病毒的人感染恶性登革热的相关研究。“这是一个理论上的关注，我们还不知道这是否将是一个关注的热点，因为你需要先感染Zika，然后感染登革热。”Diamond说，“目前我们还不是很清楚。”许多人是先感染登革热，后来再感染了Zika，但由于Zika是大多数地方新增的感染病毒，现在还没有足够的先感染了Zika，再感染登革热的病例来进行研究。

ZikaRNA疫苗的后续研究包括人体的临床试验（目前正在招募中）和测试疫苗能否预防母亲向胎儿传播的小鼠方面的研究。

ModifiedmRNAVaccinesProtectagainstZikaVirusInfection

JustinM.RichnerSunnyHimansuKimberlyA.DowdScottL.ButlerVanessaSalazarJulieM.FoxJustinG.JulanderWilliamW.TangSujanShrestaTheodoreC.PiersonGiuseppeCiaramellaMichaelS.Diamond

Summary：TheemergenceofZIKVinfectionhaspromptedaglobalefforttodevelopsafeandeffectivevaccines.Weengineeredalipidnanoparticle(LNP)encapsulatedmodifiedmRNAvaccineencodingwild-typeorvariantZIKVstructuralgenesandtestedimmunogenicityandprotectioninmice.TwodosesofmodifiedmRNALNPsencodingprM-Egenesthatproducedvirus-likeparticlesresultedinhighneutralizingantibodytiters(～1/100,000)thatprotectedagainstZIKVinfectionandconferredsterilizingimmunity.TooffsetatheoreticalconcernofZIKVvaccinesinducingantibodiesthatcross-reactwiththerelateddenguevirus(DENV),wedesignedmodifiedprM-ERNAencodingmutationsdestroyingtheconservedfusion-loopepitopeintheEprotein.ThisvariantprotectedagainstZIKVanddiminishedproductionofantibodiesenhancingDENVinfectionincellsormice.AmodifiedmRNAvaccinecanpreventZIKVdiseaseandbeadaptedtoreducetheriskofsensitizingindividualstosubsequentexposuretoDENV,shouldthisbecomeaclinicallyrelevantconcern.