基于MVA的疫苗免疫可保护K18-hACE2小鼠免受SARS-CoV-2感染相关的脑部炎症病变

Immunization with MVA-based vaccines protects K18-hACE2 mice from SARS-CoV-2 infection-associated inflammatory lesions in brains.

作者信息Małgorzata Rosiak, Sabrina Clever, Eva Leitzen, Georg Beythien, Lukas Mathias Michaely, Sandra Lockow, Lisa Allnoch, Malgorzata Ciurkiewicz, Christian Meyer Zu Natrup, Tamara Tuchel, Alina Tscherne, Leonard Limpinsel, Gerd Sutter, Asisa Volz, Wolfgang Baumgärtner, Kirsten Hülskötter, Katharina Manuela Gregor
PMID41884846
发布时间2026-03-10
DOI10.3389/fimmu.2026.1788665

实验完整度

研究包含体内动物实验(K18-hACE2小鼠)、多种疫苗构建体、不同免疫方案,并通过组织学、免疫组化及图像分析验证结果,证据层级较多。

主要模型

K18-hACE2小鼠(B6.Cg-Tg (K18-ACE2)2Prlmn/J)

重点核对

K18-hACE2小鼠的免疫方案(两种剂量或单剂量,间隔时间) 疫苗类型(MVA-SARS-2-S、MVA-SARS-2-ST、MVA-SARS-2-N、MVA-SARS-2-ST/N) 免疫与感染间隔(四周或两天) 感染剂量与毒株(3.6 × 10^4 TCID50,Germany/BavPat1/2020) 观察时间点(6, 7, 8 dpi)

摘要

严重急性呼吸综合征冠状病毒2型(SARS-CoV-2)是2019冠状病毒病(COVID-19)的病原体。COVID-19的肺外表现作为疾病严重程度和长期并发症的重要 contributing 因素已日益受到重视。本研究旨在利用不同的免疫方案,评估基于改良痘苗病毒安卡拉株(MVA)的疫苗对K18-hACE2小鼠感染SARS-CoV-2的神经保护特性。动物接受PBS、载体、表达天然(S)或稳定化(ST)SARS-CoV-2刺突蛋白、核衣壳蛋白(N)或同时表达ST和N蛋白的重组MVA免疫两次,四周后感染SARS-CoV-2。在进一步的实验中,小鼠仅免疫一次,并在两天后(紧急实验)或四周后(初次实验)感染。对照组和仅表达N蛋白的疫苗免疫动物表现出轻至中度的淋巴组织细胞性脑膜脑炎、小胶质细胞增生以及脑内大量病毒抗原阳性神经元,视网膜中程度较轻。感染前四周接种含刺突蛋白疫苗的组别没有或仅有极轻微的炎症变化,且无神经侵袭。免疫两天后感染的动物病变比未接种疫苗的对照组轻微。

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
基于MVA的疫苗是否能保护K18-hACE2小鼠免受SARS-CoV-2感染相关的脑部炎症病变?
核心机制
含有SARS-CoV-2刺突蛋白的疫苗诱导的免疫应答可阻止病毒进入中枢神经系统或限制其复制,从而减少神经炎症;而单独的核衣壳蛋白疫苗无保护作用。
主要证据
组织学和免疫组化显示,免疫后四周感染的小鼠,接受含刺突蛋白疫苗的组别无或仅有轻微脑部炎症,且无病毒抗原阳性神经元;而对照组和N蛋白疫苗组出现脑膜脑炎和神经侵袭。
研究意义
该研究首次证明多价MVA疫苗(表达ST和N蛋白)在K18-hACE2小鼠中可减轻SARS-CoV-2诱导的中枢神经系统病理改变,支持进一步评估此类疫苗的神经保护作用。

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

免疫与感染模型建立

建立不同免疫方案下SARS-CoV-2感染的K18-hACE2小鼠模型,以评估疫苗的保护效果。

K18-hACE2小鼠通过肌肉注射接受不同疫苗或对照,随后鼻内感染SARS-CoV-2,并在不同时间点处死。

2

组织病理学评估

评估脑和视网膜的炎症病变及病毒抗原分布。

脑和眼睛固定后包埋切片,进行HE染色和免疫组化染色(抗SARS-CoV-2-NP、Iba-1、CD3),并进行半定量和定量分析。

3

统计分析与结果比较

比较不同免疫组间的病理变化差异,验证疫苗的神经保护效果。

使用Kruskal-Wallis检验和Dunn-Bonferroni事后检验分析血管评分、病毒抗原评分、Iba-1阳性面积百分比及CD3阳性细胞数。

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
抗SARS-CoV-2核衣壳蛋白抗体Sino Biological40143-MM05
抗Iba-1抗体FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation#019-197
抗CD3抗体Dako Agilent#A0452
正常兔血清Sigma-Aldrich Chemie GmbH#R4505
非免疫BALB/c小鼠腹水Cedarlane®#BL CL8100
Olympus VS200切片扫描仪Olympus Deutschland GmbH--
QuPath软件----
SPSS for WindowsIBM® SPSS® Statistics--
GraphPad PrismGraphPad Software, Inc.--

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
动物实验与免疫
小鼠品系:K18-hACE2;性别:雌性和雄性;免疫途径:肌肉注射;免疫方案:两次(第0天和21天)或一次(第0天);疫苗类型;感染时间;感染剂量和毒株
阅读提示:Methods/2.1 动物实验和研究设计,Figure 1
组织病理学与免疫组化
组织固定时间(脑72小时,眼睛3周);切片厚度;抗体稀释度(抗Iba-1 1:8000,抗CD3 1:200);评分系统
阅读提示:Methods/2.2 组织学和免疫组化,Figure legends (图2, 3, 4)
图像分析与统计
扫描仪型号(Olympus VS200);软件版本(QuPath 0.4.3);统计方法(Kruskal-Wallis检验和Dunn-Bonferroni校正);显著性水平(p≤0.05)
阅读提示:Methods/2.3 数字图像分析,2.4 统计分析