纳米药物制造系统在猪流感病毒疫苗研发中的应用-1

在关于纳米药物制造系统以及新型冠状病毒的文章中，我们已经简要提到了美国著名的疫苗研发公司Moderna早前关于猪流感病毒以及寨卡病毒疫苗的研发成果，今天我们就详细地为大家介绍一下他们的主要研究过程及结果。

研究过程及结果

Moderna的研究者们通过NanoAssemblr纳米药物制造系统生产制备了大小适当和均匀性良好的两种mRNA-LNP疫苗，分别使用改良的mRNA(编码H10N8（H10）或H7N9（H7）禽流感亚型的血凝素(HA)蛋白)制成。

研究者们分别以10 mg H10或H7 mRNA对BALB/c小鼠进行皮下注射免疫，之后测定小鼠体内血凝抑制(HAI)、IgG1和IgG2a的滴度。HAI滴度在第7天低于检测限(<10)，但在第21天远远高于基线(图1A)。与HAI不同，anti-H10和anti-H7 IgG1和IgG2a的滴度均在第7天被检测到(图1B和1C)。对于H10, IgG1和IgG2a滴度持续增加直到第21天，并维持不变到第84天。对于H7, IgG1和IgG2a抗体滴度在第21天和第84天之间增加了10倍(图1C)。在形成H10或H7 mRNA免疫后，IgG2a的滴度在所有时间点均大于IgG1的滴度，提示存在TH1-偏倚的免疫应答。对于H10，这些差异在第84天显著(p = 0.0070)；而对于H7，分别在第7天显著(p = 0.0017)和第21天显著(p = 0.0185)。10 mg H10 mRNA增强免疫(基础免疫后第21天)可使HAI滴度增加2至5倍，而在所有测试时间点均为单剂量(p < 0.05)(图1D)。无论剂量多少，其效价在一年多的时间里保持稳定。

图1

为了确定疫苗对H7N9流感(A/Anhui/1/2013)致死性感染的免疫时间和持续时间，BALB/c小鼠分别接种了10ug、2ug或0.4 ug的H7 mRNA。安慰剂和10 ug合成的H7 表达缺陷的mRNA被作为对照组。在第6/20/83天收集小鼠血清，并通过鼻内 (IN)滴注法在第7、21、84天给予小鼠组织培养感染目标剂量(TCID50)的2.5*105倍剂量。感染后14天监测体重变化和临床症状，单次疫苗接种被发现是可以预防H7N9病毒的（图2A~2C）。与两组对照组相比，三种疫苗剂量组的动物存活率均有显著提高(p < 0.0001)。流感感染小鼠的临床症状包括毛发粗糙、驼背姿势、眼眶收紧，在某些情况下，还会出现活动困难。体重减轻(发病率和持续时间)在对照组中更为普遍，在低剂量疫苗组中较少见(图2D-2F)。

图2

在没有H10N8 (A/Jiangxi-Donghu/346/ 2013) 挑战模型的情况下，研究者通过检测HAI滴度来验证H10N8 mRNA疫苗在雪貂体内的免疫发生和持续时间。各组分别用50或100 ug H10 mRNA免疫皮下注射 1次、2次或3次。单剂量50 ug或100 ug免疫接种在第21天、第35天和第49天导致HAI滴度显著增加(p < 0.0001;图3)。与第0天相比，接种100 ug剂量的疫苗后，第7天的抗体反应仅略有升高(p < 0.0001)，而第7天接种50 ug剂量的疫苗与第0天相比，差异极小(p < 0.3251)。在追加50 ug或100 ug剂量(第21天或第21天和第35天同时给药)以后，HAI滴度在第35天和第49天显著增加(p < 0.0001)。总的来说，与预防接种前的基线值相比，50-或100-ug剂量给药的H10 mRNA使HAI抗体滴度显著升高（p < 0.0001)。一次加强接种可显著增加滴度，但第二次加强接种不会产生额外的增量(图3)。

图3

其他以核酸为基础的技术（如质粒DNA）的一个主要限制是如何转化到高阶物种，如非人灵长类动物。为了评估非人类灵长类动物的免疫反应，我们测量了两次免疫(第1天和第22天)后食蟹猴细胞的HAI滴度(0.2和0.4 mg)。制备的H10 mRNA在相同的免疫时间(第1天和第22天)以0.4 mg剂量通过皮下注射及肌肉注射，并分别进行检测(图4C)。H10和H7 mRNA疫苗在单次免疫后(第15天)均产生100至1000的HAI滴度。在第二次免疫后3周(第43天)，不论给药剂量或给药途径，H10和H7的HAI滴度均为10,000。在0.4 mg剂量下，食蟹猴出现了一些全身性症状：如注射部位的温热触摸疼痛、轻微的注射部位刺激，在某些情况下，H10或H7免疫后导致食欲下降。所有症状在48-72小时内消失。总的来说，皮下和肌肉给药均可获得相似的HAI滴度，无论剂量大小，这表明低剂量可能产生相似的HAI滴度。

图4