研究背景

BVDV致全球牛业严重经济损失，每头感染牛直接损失达678.8美元，还感染猪、羊等，引发腹泻、呼吸道综合征等，且动物传播病毒并污染生物制品。BVDV 分多亚型，传统疫苗交叉保护不足，mRNA疫苗潜力大，E2 蛋白是关键抗原，故开发E2 mRNA-LNP疫苗。

关键突破

研究先基于297株BVDV的E2氨基酸序列，筛选保守位点设计两种免疫原：膜锚定全长 E2（mE2）保留跨膜域维持天然结构，分泌型截短E2（tE2）删跨膜域提分泌效率，均加tPA信号肽，经confocal成像、Western blot等验证，二者均定位于内质网形成同源二聚体，tE2 分泌效率高但 mE2 受体结合能力更完整，可竞争性抑制BVDV附着（图 1）。

接着构建含N1-甲基假尿苷修饰的mRNA，用微流控技术制备mRNA-LNP疫苗，经琼脂糖凝胶电泳确认mRNA结构完整，两种疫苗平均直径80-160nm、PDI＜0.1，-20℃储存7个月粒径无变化，3次冻融后仍高效表达E2蛋白，满足实验需求。

在小鼠模型中，8周龄SPF级BALB/c小鼠分3组免疫，加强免疫后2周，mE2与tE2组E2特异性IgG滴度显著高于灭活疫苗组，6个月后mRNA-LNP组抗体仍维持较高水平，中和抗体及交叉中和能力也更优，ELISpot检测显示mE2组细胞免疫应答显著优于tE2组，灭活疫苗组无细胞免疫（图 3、表 1）。

在犊牛模型中，3-4月龄 BVDV 阴性荷斯坦犊牛分3组免疫，加强免疫后1周mE2组IgG、IgA及中和抗体均显著优于tE2组与安慰剂组，进一步测试不同剂量mE2，发现100μg组6个月内抗体稳定，且可诱导针对7个BVDV亚型的交叉中和抗体，100μg与300μg组均诱导特异性IFN-γ分泌T细胞（图 4、5、表 2）。

随后开展攻毒试验，3组犊牛分别免疫100μg mE2 mRNA-LNP、商用灭活疫苗或安慰剂，加强免疫1周后攻毒，安慰剂组犊牛出现明显临床症状且检出病毒，而mE2组与灭活疫苗组无临床症状、未检出病毒，攻毒2周后安慰剂组有病理损伤，mE2组与灭活疫苗组无（图 6、表 3）。

安全性验证中，犊牛免疫不同剂量mE2 mRNA-LNP或安慰剂，监测7天发现所有剂量组无局部反应、食欲下降等严重不良反应，仅少数犊牛出现短暂发热且自行缓解，证明高剂量仍安全（表 4）。

最后在黑龙江黑河牧场开展田间试验，100头犊牛分两个群体，加强免疫6个月后，mE2疫苗组群体总感染率6%，显著低于安慰剂组20%，疫苗群体中未免疫犊牛感染率也更低，表明疫苗可提升群体免疫力（图 7）。

结论与展望

研究证实，膜锚定E2（mE2）mRNA-LNP疫苗是防控BVDV的理想候选方案：其安全性良好，100μg双剂量可诱导犊牛产生针对多亚型BVDV的长效交叉中和抗体（持续 6 个月）及细胞免疫应答，攻毒保护率达 100%，且田间试验中显著降低病毒传播率，解决了传统疫苗交叉保护不足、依赖灭活工艺等问题。未来研究可聚焦三方面：优化病毒株适配，提升对 BVDV-2 亚型的免疫效果；探索鼻内等黏膜递送途径，诱导分泌型IgA（sIgA）增强黏膜免疫保护；深入分析CD4⁺/CD8⁺T细胞亚群功能，进一步优化免疫程序；同时推动反应器规模扩大与生产成本控制，助力该疫苗在全球，尤其是发展中国家的牛群大规模免疫应用。

参考文献：

Le T, Jia B, Sun C, et al. Lipid nanoparticle encapsulated membrane-anchored E2 mRNA vaccine elicits cross-protective immune responses against bovine viral diarrhoea virus infection in calves. Vaccine 66 (2025) 127841