无包被口服亚单位疫苗VHSV-IFNNP :诱导强效抗病毒与抗体应答的新策略

【字体: 时间:2025年06月09日 来源:Aquaculture 3.9

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  为解决鱼类病毒性出血性败血症(VHS)疫苗商业化空缺及注射免疫应激问题,研究人员开发了基于VHSV糖蛋白G与虹鳟IFNγ融合的重组亚单位疫苗VHSV-IFNNP 。该疫苗通过大肠杆菌表达系统制备,无需包被即可耐受消化道环境,经口服或灌胃给药后显著激活肠道局部免疫和全身性抗病毒反应,并诱导产生特异性中和抗体,为水产养殖业提供了安全高效的免疫方案。

  

在水产养殖业面临严峻挑战的当下,病毒性出血性败血症(VHS)如同一把悬顶之剑——这种由VHSV病毒引发的疾病已导致80多种硬骨鱼类大规模死亡,每年给全球养殖业造成巨额经济损失。更令人忧心的是,尽管疫苗研发已持续四十余年,市场上仍未有商业化产品问世。传统注射疫苗虽能提供保护,却存在操作繁琐、引发鱼体应激反应等问题,而口服疫苗又常面临胃酸降解和免疫原性弱的双重困境。在这一背景下,研究人员将目光投向了兼具安全性与高效性的新型亚单位疫苗。

西班牙科学团队通过创新性设计,将VHSV的糖蛋白G与虹鳟干扰素γ(IFNγ)功能域融合,构建出重组蛋白VHSV-IFNNP
。这种纳米颗粒(NPs)疫苗通过大肠杆菌表达系统实现高效制备,每升培养液可获得14.3毫克蛋白,且能耐受100°C高温和pH2的极端条件。研究采用流式细胞术和共聚焦显微镜证实了疫苗在肠道上皮细胞系RTgutGC和头肾巨噬细胞中的高效内化,qPCR分析显示其能显著上调mx、vig1等抗病毒基因表达。在虹鳟体内实验中,125 mg/kg剂量灌胃给药后,疫苗不仅激活了肠道CD8+
T细胞和APC细胞的免疫应答,还在头肾诱导系统性抗病毒反应。更令人振奋的是,无论是灌胃还是饲料添加方式,疫苗均在30天后诱导产生特异性IgM抗体,其血清中和效价与病毒感染幸存鱼相当。

关键技术方法包括:1) 通过大肠杆菌表达系统生产纳米结构重组蛋白;2) 场发射扫描电镜(FESEM)表征颗粒形态;3) 流式细胞术和细胞分选技术分析免疫细胞亚群;4) 实时定量PCR检测免疫相关基因表达;5) ELISA和病毒中和实验评估体液免疫应答。实验使用虹鳟(30-110g)作为模型动物,通过灌胃和饲料投喂两种给药途径评估免疫效果。

研究结果部分揭示:
3.1 疫苗特性表征
VHSV-IFNNP
呈现椭圆形多孔结构,平均尺寸为712×1205 nm,在模拟胃酸(pH2)和饲料加工温度(100°C)条件下保持结构稳定,Western blot证实其能在饲料挤压加工后保持完整。

3.2 细胞摄取机制
剂量效应实验显示,10 μg/ml疫苗在RTgutGC和头肾巨噬细胞(HKM)中的内化率超过80%,共聚焦显微镜观察到NPs在胞质内形成聚集。比较研究发现,含IFNγ的疫苗在肠道细胞中的荧光强度显著高于单一抗原疫苗。

3.3 先天免疫激活
HKM细胞刺激实验表明,VHSV-IFNNP
可显著上调ifngr2、ip10等干扰素通路基因,其效果优于单纯抗原组(p<0.05),证实IFNγ模块的佐剂效应。

3.5 肠道免疫应答
细胞分选技术鉴定出肠道两大白细胞亚群:高表达CD8α和IgM的淋巴细胞(26%),以及富含MHCII分子的髓系细胞(45%)。高剂量组(125 mg/kg)显著激活淋巴细胞抗病毒基因表达。

3.7 抗体应答
灌胃免疫30天后,疫苗组抗体效价达阳性对照水平,血清中和实验显示病毒载量显著降低(p<0.05)。饲料投喂组虽抗体效价提升不明显,但中和活性仍显著优于对照组。

这项研究突破了传统口服疫苗需要包被保护的技术瓶颈,首次证实IFNγ融合策略能有效增强亚单位疫苗的黏膜递送效率和免疫原性。其创新性体现在:1) 建立无需包被的口服疫苗新体系;2) 实现先天与适应性免疫的双重激活;3) 开发出耐受饲料加工工艺的稳定制剂。这些发现不仅为VHSV防控提供了全新解决方案,更为鱼类口服疫苗设计提供了普适性技术框架,对推动水产疫苗商业化具有里程碑意义。论文中揭示的剂量效应关系、细胞摄取机制等基础数据,也将为后续黏膜免疫研究提供重要参考。随着规模化生产技术的优化,这种"一箭三雕"的疫苗策略有望成为水产疫病防控的新标杆。

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