鼻内接种腺病毒载体疫苗通过靶向血凝素茎部诱导针对A型流感病毒第2组的广泛持久免疫

【字体: 时间:2025年09月27日 来源:Antiviral Research 4

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  本刊推荐:针对H3N2流感病毒快速进化、疫苗效力有限及引发严重季节性问题,研究人员开展基于腺病毒载体表达H3血凝素茎部(HA2)保守序列的鼻内疫苗研究。该疫苗能诱导上下呼吸道黏膜IgG/IgA抗体应答和ADCC活性,激活肺脏CD4+/CD8+ T细胞反应,对H3N2和H7N9提供至少6个月完全保护,为设计靶向HA茎部的黏膜流感疫苗提供新策略。

  
当冬春之交的流感季来临,H3N2病毒总是扮演着"麻烦制造者"的角色。这种自1968年香港流感大流行以来就困扰人类的病毒,不仅因其快速进化能力导致疫苗匹配度逐年下降,更因其在老年人中引发较高死亡率而备受关注。传统流感疫苗主要靶向血凝素(HA)头部可变区,但病毒通过抗原漂移轻易逃逸免疫识别。面对这一困境,科学家将目光投向了血凝素茎部(HA2)——这个在不同毒株间保持高度保守的"阿喀琉斯之踵"。
在《Antiviral Research》最新发表的研究中,加拿大健康部的Wanyue Zhang等学者开创性地设计了一种鼻内给药的腺病毒载体疫苗(Ad-HA2),通过生物信息学分析获得H3亚型HA2保守序列,并巧妙引入流感B型佛罗里达株的HA1片段稳定结构。这项研究不仅证实了靶向HA2策略的有效性,更深入揭示了呼吸道黏膜免疫应答的关键机制。
研究采用的主要技术方法包括:使用Gateway?腺病毒表达系统构建疫苗载体;通过ELISA和Luminex多因子检测分析体液免疫应答;采用ADCC报告基因法测定抗体依赖性细胞毒性;运用多色流式细胞术检测T细胞亚群及细胞因子分泌;通过肽池矩阵结合ELISpot技术鉴定免疫优势表位;利用NetMHCpan和IEDB数据库进行表位预测分析。
免疫接种H3亚型HA2共识序列提供长期保护
研究人员首先验证了疫苗在系统发育第2组内的保护效果。小鼠经鼻内接种Ad-HA2后,对H3N2和H7N9强毒攻击均表现出100%存活率和极小体重下降。更令人惊喜的是,这种保护效果在二次免疫后6个月依然完全有效,证明疫苗诱导的免疫记忆具有持久性。
免疫接种H3亚型HA2共识序列无法对第1组毒株提供保护
虽然疫苗对第2组病毒展示出色保护效果,但对第1组的H1N1和高致病性H5N1禽流感病毒却无显著保护作用。这一发现提示HA2靶向疫苗可能存在的局限性——虽然在同一系统发育组内具有交叉保护性,但难以跨越组别屏障。
鼻内疫苗接种诱导高水平HA抗体和抗体依赖性细胞毒性
深入机制研究发现,疫苗在鼻相关淋巴组织(NALT)和支气管肺泡灌洗液(BALF)中诱导了显著的HA特异性IgG和IgA应答。血清学分析显示疫苗平衡激活Th1/Th2应答,产生高水平的IgG2a和IgG2b亚型抗体。特别重要的是,这些抗体虽无中和活性,却展现出强大的ADCC效应,这解释了其保护机制可能主要通过Fc介导的效应功能实现。
Ad-HA2免疫诱导NALT和肺引流淋巴结中平衡的抗病毒细胞因子
细胞因子谱分析显示,疫苗在NALT和肺引流淋巴结中诱导了广泛的细胞因子产生,包括IFN-γ、IL-2、IL-18、TNF-α等Th1型细胞因子和IL-5、IL-13等Th2型细胞因子,表明鼻内接种Ad-HA2诱导了平衡的Th1/Th2免疫应答。
Ad-HA2免疫诱导强劲的肺脏CD4+和CD8+ T细胞应答
通过细胞内细胞因子染色技术,研究发现疫苗在肺脏和肺引流淋巴结中诱导了抗原特异性的CD4+和CD8+ T细胞应答。在肺组织中主要观察到IFN-γ+ CD4+ T细胞和IL-2+ CD8+ T细胞,而在淋巴结中则检测到更丰富的细胞因子分泌表型。
HA2共识序列C末端区域免疫优势表位的鉴定
采用肽池矩阵筛选方法,研究者成功鉴定出一个位于HA2 C末端的免疫优势区域"EALNNRFQIKGVELKSGYK"。该区域肽段(肽42和43)能显著诱导IFN-γ分泌,并激活CD4+和CD8+ T细胞产生多种细胞因子。计算机模拟预测显示该区域含有与小鼠和人类MHC分子高亲和力结合的表位,为后续疫苗设计提供了重要靶点。
这项研究的深刻意义在于多方面突破了现有流感疫苗的局限。首先,鼻内给药途径直接激活呼吸道黏膜免疫,在病毒入侵门户建立第一道防线;其次,靶向保守HA2区域克服了病毒抗原漂移的难题;再者,研究首次系统描绘了HA2特异性T细胞应答图谱,填补了该领域的研究空白。
然而,研究也客观揭示了HA2靶向策略的局限性——无法跨越系统发育组别提供保护。这一发现提示未来可能需要组合不同组别的保守抗原,或通过佐剂策略增强免疫应答广度。
特别值得关注的是研究者采用的肽池矩阵筛选方法,这种方法高效鉴定了隐藏在HA2中的免疫优势表位,避免了传统方法中优势表位掩盖次要表位的问题。鉴定出的C末端区域不仅在小鼠模型中展示强免疫原性,其与人类M分子的高结合亲和力也预示着良好的临床转化前景。
从公共卫生视角看,这项研究为应对未来流感大流行提供了新思路。当新型流感病毒出现时,基于保守序列的疫苗可能提供即时的交叉保护,为株特异性疫苗的研发争取宝贵时间。尤其对于像H7N9这样高致死率的禽流感病毒,这种广谱保护性疫苗更具实用价值。
研究人员在讨论部分坦诚指出,虽然疫苗诱导了强大的黏膜和系统免疫应答,但保护效果仍限于第2组病毒。这种科学严谨性为后续研究指明了方向:或许需要联合靶向第1组和第2组HA2的抗原,或通过新型佐剂系统拓宽免疫应答范围。
总之,这项研究不仅展示了一种有前景的流感疫苗策略,更深入揭示了HA2特异性免疫应答的详细特征。它为设计下一代通用流感疫苗提供了重要理论基础和实践指南,特别是在呼吸道黏膜免疫机制和T细胞表位鉴定方面做出了突出贡献。随着进一步优化和改进,这种靶向HA2的鼻内疫苗有望成为应对流感病毒变异的有力武器。
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