一种自扩增RNA疫苗在预防临床模型中的D68肠道病毒感染及疾病的研究

1. 背景

近年来，新兴传染病的快速应对和疫苗研发备受关注。尤其是新型冠状病毒（SARS-CoV-2）的出现，使得有关RNA疫苗技术的研究得以迅速推进。然而，目前的RNA疫苗大多数是针对包膜病毒的，对抗非包膜病毒的路径仍不够明确。D68肠道病毒（EV-D68）是一种非包膜病毒，近年来引起了一系列严重的呼吸道感染及神经症状，尤其是急性迟缓性脊髓炎（AFM）的上升趋势，使其成为重点研究对象。正因如此，本研究旨在探讨一种基于自扩增RNA（RepRNA）疫苗预防EV-D68感染和疾病的方法。

2. 来源

本文由Warner等人研究完成，分别来自HDT Bio, University of North Carolina at Chapel Hill, Rutgers, State University of New Jersey,以及NIH等机构。该论文于2024年8月7日发表于《Science Translational Medicine》。

3. 研究流程

3.1 研究对象与流程

本研究主要通过动物模型（小鼠和非人灵长类动物）进行实验，评估不同疫苗候选物对于EV-D68的中和抗体反应以及预防感染和疾病的效果。研究流程分为以下几个步骤：

3.1.1 自扩增RNA构建

研究中设计了一系列RepRNA疫苗候选物，基于EV-D68的B1亚组分，优化了P1和3CD多聚蛋白的共表达。通过比较两种不同的共表达方式（IRES介导的P1和3CD共表达与T2A肽序列介导的共表达），确定前者效果更佳。

3.1.2 小鼠免疫实验

6-8周的雌性C57BL/6小鼠被用来测试疫苗候选物。通过肌肉注射LION（Lipid Inorganic Nanoparticle）配方的RepRNA疫苗，通过免疫与挑战来评价中和抗体的产生及其保护效果。结果显示，只有包含3CD的P1IRES-3CD RepRNA疫苗能诱导出显著的中和抗体反应，及防止病毒在肺内的传播。

3.2 数据分析与结果

3.2.1 抗原多样性的表征

为进一步探讨RepRNA疫苗的抗原性，小鼠分别接种针对不同EV-D68亚型的疫苗候选物。研究发现，B1亚型疫苗在诱导广泛的中和抗体反应方面表现最好，针对A1和C亚型疫苗的中和反应略有不及。

3.2.2 长期与跨亚型免疫保护

实验中，测试了不同剂量的B3-RepRNA疫苗对B3与B1亚型的长期和跨亚型保护效果。结果表明，高剂量疫苗不仅能提供长期保护，还能在一定程度上对异型病毒提供保护。

3.3 结论与意义

研究结果显示，RepRNA疫苗不仅可以在动物模型中引发强烈的中和抗体反应，还能在短期和长期内提供针对EV-D68感染的保护。除此之外，通过LION配方的RepRNA疫苗，不仅能在下呼吸道提供优越的病毒控制，还展现出良好的局部感染控制效果，这对于减少病毒传播具有重要意义。

4. 亮点与应用价值

4.1 重要发现

本研究的一大亮点是，通过LION配方的RepRNA疫苗在动物模型中展示了显著的免疫效果，尤其是在防护上呼吸道感染方面表现出色。这一发现对于阻止呼吸道病毒的传播具有重大意义。

4.2 新颖性

通过共表达抗原P1和3CD，多聚蛋白具备了诱导中和抗体的能力，这在RNA疫苗领域是一项重要的创新。相比传统的疫苗方法，该研究展示了RNA技术在快速应对新兴病毒方面的巨大潜力。

4.3 研究意义

该研究不仅为EV-D68提供了一种新的预防和控制方法，同时也为其他非包膜病毒的疫苗研发提供了重要的参考。可以预见，RNA疫苗技术将在未来抗击各种传染病中发挥重要作用。

5. 其他有价值的信息

5.1 数据可复现性

为了保证研究结果的可靠性，研究团队通过多次实验验证了数据的可复现性，并详细列出了每个实验的具体操作步骤。

5.2 未来研究方向

随着该技术在动物模型中的成功应用，未来的研究将进一步探索其在人类中的应用潜力，包括剂量优化、安全性评估等方面，进一步推动EV-D68疫苗从实验室走向临床应用。

本研究为RNA疫苗在非包膜病毒中的应用提供了有力的科学依据和技术路线，其广泛的中和抗体反应和预防感染的效果，为抗击多种传染病开创了一条新路径。