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基于CCHFV-M的DNA疫苗在多种物种中具有高度免疫原性并可保护食蟹猴免受克里米亚-刚果出血热病毒攻击
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年09月16日 来源:Antiviral Research 4
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为解决克里米亚-刚果出血热病毒(CCHFV)缺乏国际认可疫苗的难题,美国陆军传染病医学研究所团队开发了基于M基因节段(CCHFV-MAfg09)的DNA疫苗。研究通过电穿孔(IM-EP)和无针注射(NFIS)两种方式接种,证实该疫苗在食蟹猴模型中能诱导显著的体液与细胞免疫反应,有效降低病毒血症和炎症反应,首次证明仅糖蛋白组分即可在非人灵长类动物中提供保护。这一成果为CCHFV疫苗临床转化提供了重要依据,发表于《Antiviral Research》。
克里米亚-刚果出血热病毒(CCHFV)作为蜱传病原体,在全球范围内导致高死亡率出血热,但至今尚无国际认可的疫苗。现有治疗仅限于支持性护理,而病毒通过接触感染性体液快速传播的特性更增加了防控难度。世界卫生组织(WHO)已将其列为十大优先研究的传染病之一,但疫苗开发长期受限于缺乏明确的保护性相关指标和稳定的非人灵长类动物(NHP)模型。
美国陆军传染病医学研究所的John J. Suschak团队在《Antiviral Research》发表的研究中,针对这一难题开发了基于CCHFV阿富汗株(Afg09-2990)M基因节段的DNA疫苗(CCHFV-MAfg09)。该疫苗通过密码子优化编码全部糖蛋白(GN、GC)和非结构蛋白GP38,此前已在小鼠模型中证实可提供完全保护。本研究进一步评估了其在食蟹猴模型中的免疫原性和保护效力,并探索了无针注射系统的适用性。
研究采用电穿孔(IM-EP)方式对12只食蟹猴进行三次疫苗接种,8周后通过静脉注射6.0 log10 PFU病毒进行攻毒实验。关键技术包括:
通过MagPix微球阵列定量检测针对各病毒蛋白(GN、GC、GP38)的抗体滴度;
使用ELISpot分析肽库刺激后的IFN-γ+和IL-2+ T细胞反应;
纳米字符串(Nanostring)技术监测全血转录组动态变化;
免疫组化(IHC)和原位杂交(ISH)检测28天后的组织病毒残留。
疫苗诱导多维度免疫应答
所有接种CCHFV-MAfg09的食蟹猴均产生针对GC和GP38的显著抗体反应(p=0.0022),其中两只动物出现中和抗体(PRNT50 20-40)。ELISpot显示疫苗接种组对GN肽库的IL-2+ T细胞反应显著(q=0.0219),表明成功激活细胞免疫。值得注意的是,第二次接种后即观察到稳定的T细胞应答,提示两剂方案可能足够。
显著降低病毒负荷
疫苗组5/6动物完全阻止病毒血症发生,剩余1例的病毒载量也在5天内清除,而对照组全部出现持续病毒血症(p<0.05)。抗原捕获实验显示,唯一出现病毒血症的疫苗组动物(#239)血清核蛋白(NP)持续检出至14天,暗示病毒在组织中的潜在滞留。这一发现提示传统6天观察期可能低估感染持续时间。
调控炎症风暴
转录组分析揭示疫苗显著抑制先天免疫过度激活。对照组中干扰素刺激基因(ISG)如OAS1-3、MX1持续高表达至第6天,而疫苗组这些基因仅在早期短暂上调。独特的是,疫苗组下调脂氧合酶ALOX15(与炎症消退相关),同时增强Th1分化通路,显示免疫记忆的快速激活。
无针注射验证可行性
采用PharmaJet无针装置接种的疫苗在小鼠中实现7/8存活率(p=0.0001),且抗GP38抗体水平与体重损失呈负相关(r=-0.83)。兔模型实验进一步证实,全长M段疫苗可诱导GC和GP38抗体,而截短体ΔMUC/GP38仅引发GC反应,为疫苗设计提供优化方向。
组织病理学新发现
28天尸检显示,3只疫苗组和2只对照组动物多个组织(睾丸、脾脏、淋巴结)存在病毒抗原和RNA。免疫荧光证实病毒主要定位于睾丸支持细胞(SOX9+)和脾脏B细胞(CD20+),这种持续性感染特征为后续疫苗评估添加了新维度指标。
这项研究首次在NHP模型中证明:仅基于糖蛋白的DNA疫苗即可提供显著保护,其机制涉及协同的体液与细胞免疫。相较于既往需联合核蛋白(NP)的疫苗策略,CCHFV-MAfg09通过靶向GP38有效抑制病毒扩散和炎症损伤。特别值得注意的是,无针注射系统的成功应用(保护效力达87.5%)为资源有限地区的接种提供了实用方案。
研究同时揭示了CCHFV感染的新特征——病毒可在免疫豁免部位(如睾丸)长期存留,这解释了康复患者中偶见的睾丸炎病例。而转录组数据提示,疫苗通过下调PTGS2(COX-2)可能改善凝血功能障碍,为出血热治疗提供了新靶点。这些发现不仅推进了CCHFV疫苗的临床转化,也为其他出血热病毒的防控研究提供了范式。
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