单剂见效!新型H5N1纳米颗粒疫苗有望改变大流行防控格局
引言:
近年来,高致病性禽流感A(H5N1) 分支2.3.4.4b病毒在全球鸟类和哺乳动物中引发大规模疫情,人类感染病例也时有发生,甚至出现死亡案例,引发了全球对其潜在大流行风险的深切担忧。面对这一威胁,疫苗的快速研发与部署成为公共卫生领域的重中之重。近日,一项发表于《自然·通讯》的研究带来令人振奋的消息:由诺瓦瓦克斯研发的一款新型H5N1纳米颗粒疫苗,在临床前研究中表现出色,仅需单剂接种,即可在非人灵长类动物中诱导出强大的保护性免疫反应。
关键发现:
1、创新疫苗设计:让抗原与佐剂“精准结合”
图1 重组甲型流感病毒血凝素(HA)抗原的特性分析
这项研究的核心在于其独特的疫苗设计。研究人员利用昆虫细胞表达系统,生产出A/American Wigeon/South Carolina/2021 (H5N1) 毒株的全长血凝素蛋白。这些纯化的HA三聚体与聚山梨酯80结合,预先形成纳米颗粒。
最关键的一步在于其与Matrix-M佐剂的结合。Matrix-M是一种由皂苷、胆固醇和磷脂构成的笼状纳米颗粒佐剂。当HA纳米颗粒与Matrix-M混合后,HA三聚体通过其C末端的跨膜结构域,非共价地锚定在Matrix-M的顶点,自发形成结构均一的H5-MNP(H5–Matrix-M 纳米颗粒)。这种结构确保了抗原与佐剂能被抗原呈递细胞同时摄取,极大增强了免疫激活的效率。
2、动物实验验证:强大且全面的免疫反应
图2 A/AW/SC/2021(A/AW)H5- MNP 疫苗经IM或IN给药后可在小鼠中诱导产生血清转换抗体和细胞介导的免疫应答
图3 A/AW/SC/2021(A/AW)H5- MNP 疫苗在经qNIV免疫的NHP中经IM或IN给药时可诱导产生血清转换抗体和细胞介导的免疫应答
研究人员首先在小鼠模型中验证了疫苗的免疫原性。无论是通过肌肉注射还是鼻内接种,两剂H5-MNP疫苗均能诱导出高水平的血凝抑制抗体和假病毒中和抗体。特别值得一提的是,鼻内接种成功激发了呼吸道黏膜的IgA抗体反应,这是抵御呼吸道病毒感染的第一道重要防线。
随后,研究在更接近人类的非人灵长类动物模型中进行了关键测试。这些动物事先已接种过季节性流感疫苗,以模拟人类普遍具有预存免疫的背景。令人惊喜的是,在此背景下,仅需一剂肌肉注射的H5-MNP加强免疫,就足以将血清中和抗体几何平均滴度提升至1:160,远高于1:40的血清阳转阈值,并实现100%的血清阳转率。即便是单次鼻内接种,也能将中和抗体滴度提升至1:54,并使80%的动物实现血清阳转。
除了强大的体液免疫,该疫苗还诱导了显著的Th1偏向的CD4+ T细胞免疫应答,这对于清除病毒和形成长期免疫记忆至关重要。
3、优势凸显:靶向保守表位,实现潜在广谱保护
流感病毒的血凝素头部变异迅速,常常导致疫苗失效。而本研究一个突出的发现是,H5-MNP疫苗诱导的抗体能够靶向HA蛋白上多个保守的表位,包括受体结合位点、退化酯酶亚结构域以及HA茎部。
研究人员从免疫后的小鼠中分离出的单克隆抗体NVX-361.4和NVX-73.2,分别靶向RBS和VE亚结构域,并展现出对异源H5N1毒株的交叉中和活性。这意味着,该疫苗诱导的免疫反应不仅针对疫苗匹配毒株,还可能对不断变异的H5N1病毒提供更广泛保护,这对于应对快速演变的病毒至关重要。
4、前景与意义:为大流行防范提供新利器
这项研究的成果具有多重重要意义:
(1)单剂有效性:在预存免疫背景下,单剂接种即可达到保护性抗体水平,这在大流行暴发时至关重要,可以极大提高疫苗的快速覆盖率和接种效率。
(2)多途径接种:同时验证了肌肉注射和鼻内接种的有效性。鼻内疫苗为潜在的自我给药提供了可能,能减轻医疗系统压力,并直接激活黏膜免疫。
(3)技术平台优势:该疫苗基于成熟的重组蛋白纳米颗粒技术,具有生产工艺稳定、储存条件便利(2-8°C)等优点,更易于全球分发和储备。
综上所述,这款新型H5-MNP疫苗凭借其创新的设计、在动物模型中诱导的快速、强大且广泛的免疫应答,展现出作为应对H5N1潜在大流行的理想候选疫苗的巨大潜力。它为我们未来防范高致病性禽流感提供了又一个强有力的工具,也为其他潜在流行病疫苗的研发提供了新的思路。
原文:
Patel, N., Rehman, A., Trost, J. F., Flores, R., Longacre, Z., Guebre-Xabier, M., Zhou, H., Zhou, B., Jacobson, K., Jiang, D., Bai, X., Khatoon, R., Kort, T., Norton, J., Madhangi, M., Hersey, M., Greene, A. M., Dubovsky, F., & Smith, G. (2025). Single-dose avian influenza A(H5N1) Clade 2.3.4.4b hemagglutinin-Matrix-M® nanoparticle vaccine induces neutralizing responses in nonhuman primates. Nature communications, 16(1), 6625. https://doi.org/10.1038/s41467-025-61964-y
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