表达SARS-CoV-2刺突蛋白的重组麻疹病毒有效诱导Th1反应和阻断SARS-CoV-2变异株的中和抗体

Recombinant measles virus encoding the spike protein of SARS-CoV-2 efficiently induces Th1 responses and neutralizing antibodies that block SARS-CoV-2 variants.

作者信息Hye Won Kwak, Hyo-Jung Park, Seo-Yeon Jung, Eun Young Oh, Sang-In Park, Yeonhwa Kim, Hyeong-Jun Park, Sohyun Park, You-Jin Kim, Hae Li Ko, Jung-Ah Lee, Hyeran Won, Yun-Ho Hwang, Seo Yeon Kim, Se Eun Kim, Seoung Eun Bae, Minhyuk Yoon, Jae-Ouk Kim, Manki Song, Su Jeen Lee, Ki-Weon Seo, Kunse Lee, Dokeun Kim, Hun Kim, Sang-Myeong Lee, So-Hee Hong, Jae-Hwan Nam
PMID36792434
期刊Vaccine
发布时间2023-03-10
DOI10.1016/j.vaccine.2023.02.005

实验完整度

包含体外病毒-血清中和实验、小鼠模型免疫原性评价、仓鼠模型攻毒保护实验及组织病理学分析等多个独立证据层级。

主要模型

hCD46Tg小鼠 叙利亚金仓鼠 Vero 76和Vero CCL-81细胞

重点核对

小鼠免疫剂量与方案:1×10^6 PFU rMeV-S,腹腔注射一次或两次,间隔3周 仓鼠免疫剂量:低剂量1×10^5 PFU,高剂量5×10^5 PFU rMeV-S,腹腔注射两次,间隔3周 攻毒条件:仓鼠在最后一次免疫后2周,鼻腔接种1×10^5 PFU SARS-CoV-2(Wuhan株) 中和抗体检测:PRNT50测定,血清稀释1:10至1:5120 统计学方法:单因素方差分析(Tukey事后检验)和未配对t检验,P<0.05为显著

摘要

鉴于严重急性呼吸综合征冠状病毒2型(SARS-CoV-2)及其变异株的快速传播,开发有效且安全的疫苗已成为当务之急。麻疹病毒(MeV)疫苗是一种有吸引力的疫苗平台,因为它已在100多个国家用于儿童超过40年。在本研究中,我们开发了一种表达全长SARS-CoV-2刺突蛋白的重组麻疹病毒(rMeV-S),并使用小鼠和仓鼠模型测试了其效力。在hCD46Tg小鼠中,两剂rMeV-S疫苗接种可诱导比一剂疫苗接种更高的Th1分泌和体液反应。有趣的是,一剂和两剂rMeV-S免疫诱导的中和抗体有效阻断了SARS-CoV-2的α、β、γ和δ变异株的进入。此外,两剂rMeV-S免疫在仓鼠模型中提供了对SARS-CoV-2的完全保护。这些结果表明rMeV-S作为针对SARS-CoV-2及其变异株的候选疫苗的潜力。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
评估表达SARS-CoV-2刺突蛋白的重组麻疹病毒(rMeV-S)作为候选疫苗的免疫原性和保护效力。
核心机制
rMeV-S诱导Th1型免疫应答(高IgG2c、IFN-γ产生T细胞)和中和抗体,阻断SARS-CoV-2及其变异株进入细胞。
主要证据
在hCD46Tg小鼠中,一剂或两剂rMeV-S诱导的血清可中和Wuhan株及α、β、γ、δ变异株;两剂免疫增强Th1细胞反应;在仓鼠模型中,两剂免疫完全抑制病毒复制并保护肺部病理。
研究意义
结果表明rMeV-S是靶向SARS-CoV-2及其变异株的候选疫苗,可能适用于儿童和青少年,并可能通过加强免疫应对Omicron等变异株。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

rMeV-S的构建与表征

生成表达SARS-CoV-2刺突蛋白的重组麻疹病毒并验证其表达和稳定性。

构建含有SARS-CoV-2 S基因(密码子优化,furin位点突变、脯氨酸替换和D614G突变)的麻疹病毒(Moraten株)重组质粒,通过共转染BHK21-T7细胞拯救病毒,在Vero 76细胞中扩增,通过测序验证基因组稳定性。

2

小鼠免疫原性评价

比较单次、两次rMeV-S免疫及异源初免-加强策略对体液和细胞免疫应答的影响。

hCD46Tg小鼠分别通过腹腔注射rMeV-S一次(1×10^6 PFU)或两次(间隔3周),或异源加强(皮下接种10μg RBD-P2蛋白+100μg铝佐剂),通过ELISA检测IgG1/IgG2c,流式细胞术检测生发中心B细胞和T细胞,ELISPOT检测IFN-γ和IL-4分泌。

3

中和抗体检测

评估rMeV-S诱导的血清抗体中和SARS-CoV-2原始株及变异株的能力。

利用标准蚀斑减少中和试验(PRNT50)评估血清对Wuhan株、α、β、γ、δ变异株的中和抗体滴度;利用假病毒中和试验检测对Wuhan株和Omicron株的中和活性。

4

仓鼠保护性实验

评估rMeV-S免疫对SARS-CoV-2感染的保护效力。

叙利亚金仓鼠腹腔注射低剂量(1×10^5 PFU)或高剂量(5×10^5 PFU)rMeV-S两次,间隔3周,最后一次免疫后2周鼻腔攻毒SARS-CoV-2(Wuhan株,1×10^5 PFU),4天后检测病毒载量、肺脏和气管组织病理学、中和抗体滴度。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
TransIT LT1转染试剂MirusCatalog No. 2303
DMEM培养基Lonza12-604F
胎牛血清SeranaS-FBS-US-015
结晶紫Sigma--
MEM琼脂糖培养基Gibco61100-061
碳酸氢钠SigmaS5761
非必需氨基酸溶液SigmaM7145
兔抗SARS-CoV-2 S抗体Sino Biological#40150-T62-COV2
兔抗麻疹病毒核蛋白抗体Abcam#23974
羊抗兔IgG Alexa Fluor 488Thermo FisherA11034
S1蛋白Sino Biological40591-V08B1
S1肽扫描池混合物1和2Mabtech3629-1
小鼠IL-4 ELISpot基础试剂盒Mabtech--
小鼠IFN-γ ELISpot基础试剂盒Mabtech--
Lipofectamine 2000转染试剂Invitrogen--
pCAGGS-Kan质粒Kerafast--
G*ΔG-荧光素酶病毒Kerafast--
荧光素酶检测系统Promega--
SpectraMax L酶标仪Molecular Devices--
Precellys匀浆器Bertin Instruments--
RNAiso Plus试剂TAKARA--
QIAamp病毒RNA小提试剂盒Qiagen--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
小鼠免疫
6-9周龄B6.FVB-Tg(CD46)2Gsv/J雄性小鼠,腹腔注射1×10^6 PFU rMeV-S,一次或两次(间隔3周),对照组注射生理盐水,异源加强组皮下注射10 μg RBD-P2+100 μg铝佐剂
阅读提示:Methods 2.1 Experimental animals and the immunization schedule
仓鼠免疫与攻毒
6周龄雌性叙利亚金仓鼠,腹腔注射低剂量(1×10^5 PFU)或高剂量(5×10^5 PFU)rMeV-S两次(间隔3周),最后一次免疫后2周鼻腔接种1×10^5 PFU SARS-CoV-2(NCCP43326),4天后处死
阅读提示:Methods 2.1 Experimental animals and the immunization schedule
中和抗体检测
PRNT50检测:血清稀释1:10-1:5120,病毒用量为50 PFU(小鼠)或100 PFU(仓鼠)
阅读提示:Methods 2.11 Plaque reduction neutralization assay
细胞培养
Vero 76(KCLB 21587)和Vero(ATCC CCL-81)细胞在含10% FBS的DMEM(Lonza 12-604F)中培养,37°C,5% CO2
阅读提示:Methods 2.2 Cell lines