表达2.3.4.4b分支H5血凝素蛋白的重组副流感病毒5型对H5Ny流感病毒提供广泛保护

Recombinant parainfluenza virus 5 expressing clade 2.3.4.4b H5 hemagglutinin protein confers broad protection against H5Ny influenza viruses.

作者信息Han Li, Haoran Sun, Mengyan Tao, Qiqi Han, Haili Yu, Jiaqi Li, Xue Lu, Qi Tong, Juan Pu, Yipeng Sun, Litao Liu, Jinhua Liu, Honglei Sun
PMID38305155
期刊J Virol
发布时间2024-03-19
DOI10.1128/jvi.01129-23

实验完整度

包含体外病毒特性鉴定(免疫荧光、Western blot、免疫电镜、生长曲线)和体内动物模型(小鼠和雪貂)的保护效力评估,并进行了异源攻毒交叉保护实验。

主要模型

BALB/c小鼠 雪貂 MDBK细胞 MDCK细胞

重点核对

疫苗株为表达2.3.4.4b分支H5N8病毒A/Astrakhan/3212/2020的HA蛋白,且HA裂解位点突变为PLRETR 小鼠免疫剂量为106 TCID50,雪貂为107 TCID50,采用prime-boost方案间隔21天 同源攻毒为10 MLD50的2.3.4.4b H5N1病毒,异源攻毒为5 MLD50的不同分支病毒 关键检测包括血清抗体、中和抗体、BALF中IgA、脾细胞ELISpot、病毒滴度和组织病理学

摘要

全球范围内2.3.4.4b分支H5Ny高致病性禽流感病毒在禽类和野生鸟类中的流行,以及哺乳动物感染事件的增加,持续构成公共卫生威胁,甚至可能形成大流行。针对H5Ny高致病性禽流感病毒的有效疫苗对于应急使用和大流行防范至关重要。本研究开发了一种基于副流感病毒5型的候选疫苗,表达2.3.4.4b分支H5高致病性禽流感病毒的血凝素蛋白,命名为rPIV5-H5,并在小鼠和雪貂中评估了其安全性和有效性。结果表明,单剂量鼻内免疫rPIV5-H5可刺激H5特异性抗体反应,且采用prime-boost方案可诱导小鼠产生强烈的体液、细胞和黏膜免疫应答。攻毒研究显示,rPIV5-H5的prime-boost方案在小鼠和雪貂中可提供针对致死性2.3.4.4b分支H5N1病毒感染的完全保护。值得注意的是,rPIV5-H5的prime-boost方案可为小鼠提供针对异源分支2.2、2.3.2、2.3.4 H5N1病毒以及2.3.4.4h分支H5N6病毒致死剂量攻毒的保护。这些结果表明,rPIV5-H5可在哺乳动物中诱导针对多种分支高致病性H5Ny病毒的保护性免疫,凸显了rPIV5-H5作为泛H5流感疫苗候选用于应急使用的潜力。

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
开发一种能够针对多种H5Ny高致病性禽流感病毒提供广谱保护的候选疫苗,并评估其在哺乳动物中的安全性和有效性。
核心机制
rPIV5-H5通过鼻内免疫诱导了系统性体液免疫、细胞免疫和黏膜免疫,包括特异性IgG、中和抗体、IgA和IFN-γ分泌T细胞,从而在攻毒后提供完全保护并清除病毒。
主要证据
在小鼠和雪貂模型中,rPIV5-H5免疫后针对同源2.3.4.4b H5N1病毒攻毒提供完全保护,且能保护小鼠免受异源分支2.2、2.3.2、2.3.4 H5N1及2.3.4.4h H5N6病毒的致死攻击。
研究意义
研究结果表明,rPIV5-H5是一种有前景的泛H5流感疫苗候选,有望用于人类和多种动物种群,为大流行防范提供关键工具。

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

疫苗构建与鉴定

构建表达2.3.4.4b H5 HA蛋白的重组PIV5病毒,并验证其基因稳定性和蛋白表达。

将突变的HA基因插入PIV5基因组替换SH基因,拯救出rPIV5-H5。通过IF、WB、IEM验证HA表达和病毒粒子上的掺入。通过连续传代10次检测HA基因稳定性,并通过多步生长曲线评估体外复制。

2

体内安全性评估

评估rPIV5-H5在小鼠体内的复制能力和安全性。

BALB/c小鼠鼻内接种rPIV5-H5或PIV5-WT,监测体重和存活率,检测不同时间点鼻甲和肺中的病毒滴度,并进行组织病理学检查。

3

免疫原性评估

评估rPIV5-H5在小鼠中诱导的体液、细胞和黏膜免疫应答。

采用prime或prime-boost方案鼻内免疫小鼠,定期采血检测特异性IgG和中和抗体;脾细胞ELISpot检测IFN-γ分泌T细胞;BALF检测IgA。

4

同源攻毒保护试验

评估rPIV5-H5免疫对小鼠和雪貂提供针对2.3.4.4b H5N1病毒的保护效果。

免疫后小鼠和雪貂经鼻内攻毒,监测体重、存活率、病毒滴度、组织病理学和IHC。

5

异源交叉保护试验

评估rPIV5-H5免疫对小鼠针对异源H5Ny病毒(2.2, 2.3.2, 2.3.4 H5N1, 2.3.4.4h H5N6)的保护效果。

免疫小鼠经鼻内攻毒不同分支的H5Ny病毒,监测体重、存活、病毒滴度和组织病理学。

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
达尔伯克改良伊格尔培养基Thermo Fisher Scientific Gibco--
胎牛血清----
JetPRIME转染试剂Polyplus-transfection--
TRITC标记的山羊抗小鼠IgG抗体----
FITC标记的山羊抗兔IgG抗体----
RIPA裂解液----
PVDF膜----
辣根过氧化物酶标记的山羊抗小鼠IgGBeyotimeA0192
辣根过氧化物酶标记的山羊抗兔IgGBeyotimeA0208
Western Lightning化学发光试剂盒MilliporeWBLUC0500
Tanon 4600SF化学发光成像系统Tanon--
SW40转子Beckman Coulter--
HT-7800电子显微镜Hitachi--
RaPure总RNA提取试剂盒Magen--
ELISA板Corning42592
碳酸盐-碳酸氢盐缓冲液SolarbioC1055
TMB双组分底物溶液SolarbioPR1210
Biotek酶标仪Biotek--
兔抗NP抗体Abcamab91648
小鼠IFN-γ预包被ELISpot试剂盒Dakewe2210005
70微米细胞筛网Corning352350

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
疫苗构建与鉴定
HA基因来源(A/Astrakhan/3212/2020)、裂解位点突变(PLRETR)、插入位置(替换SH基因)、病毒拯救条件(共转染质粒和JetPRIME)
阅读提示:Materials and Methods中的Plasmid construction和Virus rescue
免疫与攻毒
免疫剂量(小鼠106 TCID50,雪貂107 TCID50)、免疫途径(鼻内)、免疫方案(prime-boost间隔3周)、攻毒剂量(小鼠10 MLD50同源,5 MLD50异源;雪貂106 TCID50)、攻毒病毒株
阅读提示:Materials and Methods中的Immunogenicity and immune efficacy in mice和Ferret study
抗体检测
ELISA、HAI、MN的抗原(同源和异源病毒)、血清稀释度、判定标准
阅读提示:Materials and Methods中的ELISA和HAI and MN assays
细胞免疫检测
ELISpot刺激物(灭活H5N1或PIV5,16 HAU/孔)、脾细胞数量、孵育时间
阅读提示:Materials and Methods中的ELISpot assay