祖先株和VOC匹配的腺病毒载体疫苗的交叉保护和交叉中和能力

Cross-protection and cross-neutralization capacity of ancestral and VOC-matched SARS-CoV-2 adenoviral vector-based vaccines.

作者信息Sabrina E Vinzón, María V Lopez, Eduardo G A Cafferata, Ariadna S Soto, Paula M Berguer, Luciana Vazquez, Leonora Nusblat, Andrea V Pontoriero, Eduardo M Belotti, Natalia R Salvetti, Diego L Viale, Ariel E Vilardo, Martin M Avaro, Estefanía Benedetti, Mara L Russo, María E Dattero, Mauricio Carobene, Maximiliano Sánchez-Lamas, Jimena Afonso, Mauro Heitrich, Alejandro E Cristófalo, Lisandro H Otero, Elsa G Baumeister, Hugo H Ortega, Alexis Edelstein, Osvaldo L Podhajcer
PMID37794010
发布时间2023-10-04
DOI10.1038/s41541-023-00737-4

实验完整度

高

包含体外细胞实验(Spike表达与流式)、小鼠免疫原性实验(ELISA、ELISpot、假病毒中和)、K18-hACE2小鼠活病毒攻毒实验(病毒载量、病理、免疫组化),多个独立证据层级。

主要模型

BALB/c小鼠 K18-hACE2转基因小鼠 Hs 729 T人肌肉肉瘤细胞 HEK293T细胞

重点核对

疫苗剂量:108或109病毒颗粒(vp) 免疫途径:后腿肌肉注射 攻毒剂量:Gamma 1×10^4 TCID50,Delta 5×10^5 TCID50,Omicron BA.1 3.5×10^4 TCID50 攻毒途径:鼻内感染(50 μl) 血清中和实验:使用假病毒,ID50计算

摘要

COVID-19疫苗最初基于祖先Spike蛋白设计,但新出现的关切变异株(VOC)的免疫逃逸危及了其效力,需要变异株不依赖的疫苗。在此,我们使用临床前啮齿动物模型来建立表达VOC匹配Spike的腺病毒载体疫苗的交叉保护和交叉中和能力。与Delta Plus Spike匹配的CoroVaxG.3-D.FR对匹配的VOC和错配变异株显示出最高水平的nAb。在老龄K18-hACE2小鼠中对病毒感染的交叉保护显示不同疫苗之间存在显著差异。针对Delta的疫苗完全保护小鼠免受Gamma的攻击,而基于Gamma的疫苗对Delta的攻击仅提供部分保护。在初免/加强方案中给予CorovaxG.3-D.FR显示,加强免疫能够提高血清对所有变异株的中和能力,并完全保护老龄K18-hACE2小鼠免受Omicron BA.1的感染,与BA.1匹配的疫苗一样。在所有情况下,血清对Omicron BA.2和BA.5的中和能力降低。总之,数据表明,使用基于抗原性遥远变异株(如Delta或BA.1)的疫苗进行加强免疫,有潜力保护更广泛的SARS-CoV-2谱系,尽管对突破性感染的仔细监测将有助于评估针对尚未出现的抗原性分歧变异株的组合疫苗。

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
评估基于腺病毒载体的VOC匹配疫苗的交叉保护和交叉中和能力,为选择广谱疫苗候选提供依据。
核心机制
疫苗诱导的抗体交叉反应性受Spike变异株抗原性差异影响;Delta Plus Spike疫苗因携带K417N等突变,可诱导针对多种变异株的中和抗体。
主要证据
在BALB/c小鼠中检测IgG和假病毒中和;在K18-hACE2小鼠中进行不同VOC攻毒实验,评估病毒载量、病理和体重变化。
研究意义
研究表明,基于抗原性遥远变异株(如Delta或BA.1)的加强免疫有潜力提供更广泛的SARS-CoV-2谱系保护,为疫苗策略提供参考。

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

疫苗设计与构建

构建表达不同VOC Spike蛋白的腺病毒载体疫苗。

基于hAdV5/3平台,将不同VOC的Spike基因插入腺病毒载体,并进行突变修饰。

2

免疫原性评估

评估疫苗诱导的体液和细胞免疫反应。

BALB/c小鼠免疫后采集血清,进行ELISA检测IgG、假病毒中和实验和IFN-γ ELISpot。

3

活病毒攻毒保护实验

评估疫苗对异源VOC攻毒的保护效力。

K18-hACE2小鼠免疫后,用不同VOC进行鼻内攻毒,检测病毒载量、组织病理和免疫组化。

4

交叉中和实验

评估疫苗血清对多种VOC假病毒的中和能力。

使用假病毒中和实验测定血清ID50,并构建抗原图谱。

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
HEK293T细胞系ATCCCRL-3216
Hs 729 T细胞系ATCCHTB-153
胎牛血清Natocor--
CellSTACK细胞培养室Corning--
CsCl密度梯度离心----
抗Spike抗体Sino Biological40150-T62
抗α-微管蛋白抗体AbcamAb18251
StemPro Accutase细胞分离液Life TechnologiesA11105-01
可固定活力染料510BD Horizon564406
抗S1(NTD)抗体Cell Signaling TechnologyE7M5X
抗RBD抗体Sino Biological40592-MM117
抗RBD抗体Sino Biological40592-R0004
Cy-5标记的驴抗小鼠二抗Jackson Immunoresearch715-175-150
抗兔二抗Jackson Immunoresearch711-175-152
FACS Aria流式细胞仪Becton-Dickinson--
ELISA板BRAND GMBH--
SARS-CoV-2 Wu-1 Spike蛋白Sino Biological40589-V08B1
SARS-CoV-2 Delta Spike蛋白Sino Biological40589-V08B16
SARS-CoV-2 BA.1 Spike蛋白Sino Biological40589-V08H26
HRP标记的山羊抗小鼠IgG H&L抗体Abcamab6789
TMB底物溶液Thermo Fisher Scientific--
Bio-Rad Model 550酶标仪Bio-Rad Laboratories--
小鼠IFN-γ检测试剂盒R&D Systems--
PepTivator SARS-CoV-2 Prot_S肽池Miltenyi Biotec--
CTL-ImmunoSpot S6显微分析仪Cellular Technology Limited--
QIAamp病毒RNA小提试剂盒Qiagen--
LightMix模块化SARS-CoV检测试剂盒TIB MOLBIO--
3-氨丙基三乙氧基硅烷Sigma-Aldrich--
抗CD3抗体DAKOA0452
抗SARS-CoV-2 N蛋白抗体Sino Biological40143-T62
CytoScan HRP检测系统----
液体DAB-Plus底物试剂盒Invitrogen--
G*DG-荧光素酶重组VSVKerafast--
Optimem培养基Gibco--
Lipofectamine 3000转染试剂Thermo Fisher Scientific--
荧光素酶检测系统Promega--
96孔板Greiner Bio-One--

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
疫苗免疫
疫苗剂量(108或109 vp)、免疫途径(肌肉注射)、小鼠品系(BALB/c或K18-hACE2)、年龄(6-8周龄或6-8月龄)
阅读提示:Methods: Mice immunization; In vivo challenge studies with VOC
攻毒实验
攻毒病毒株(Gamma、Delta、Omicron BA.1)、攻毒剂量(TCID50)、攻毒途径(鼻内)、取样时间(攻毒后第3或4天)
阅读提示:Methods: In vivo challenge studies with VOC
中和实验
假病毒类型(VSV假病毒)、靶细胞(HEK293T-ACE2)、血清稀释、孵育时间(20-24小时)、计算ID50
阅读提示:Methods: Construction of VOC-matched pseudoviruses and neutralization assays
病毒载量检测
组织样本(肺、脑)、RNA提取试剂盒、qRT-PCR试剂盒、检测基因(E基因)、计算方法
阅读提示:Methods: Viral load assessment