mRNA 疫苗再添新功！多糖蛋白融合设计为猪繁殖与呼吸综合征防控带来新希望

研究背景

猪繁殖与呼吸综合征（PRRS）是全球养猪业危害最严重的疫病之一，由PRRSV引发，造成巨大经济损失。2013年我国出现NADC30-likePRRSV变异株并广泛流行，传统商用疫苗对其保护效果有限，且存在毒力返强、免疫抑制等风险。mRNA疫苗因免疫原性强、设计灵活、安全性高，成为新型疫苗研发热点，亟需开发针对该变异株的专属疫苗。

关键突破

多抗原mRNA疫苗精准设计，体外表达高效稳定

研究团队首次针对NADC30-likePRRSV，设计四种融合不同包膜糖蛋白（GP2a、GP3、GP4、GP5）的mRNA疫苗（GP35m-LNP、GP45m-LNP、GP345m-LNP、GP2345m-LNP）。通过去除蛋白信号肽和跨膜区、加入柔性连接子和分泌信号肽，优化抗原结构；采用LNP递送系统，经表征显示疫苗粒径均一（84.38-90.66nm）、包封率超94%，可响应pH变化实现胞内释放，体外细胞实验证实四种疫苗均能高效表达抗原，部分具备分泌特性（图1）。

图1 四种mRNA-LNPs的设计与表征

小鼠模型验证，GP345m-LNP 诱导最强免疫应答

小鼠免疫实验显示，GP345m-LNP疫苗激发的抗原特异性IgG滴度最高，加强免疫后GP3和GP5特异性抗体几何平均滴度分别达19380和16900；同时显著提升IL-2、IL-4、IFN-γ阳性CD4⁺T细胞及IFN-γ阳性CD8⁺T细胞比例，淋巴细胞增殖反应显著优于其他候选疫苗，展现出最优的体液和细胞免疫原性（图2）。

图2 四种mRNA-LNP疫苗在小鼠中诱导的体液和细胞免疫应答

仔猪攻毒实验证实，疫苗兼具抗病毒保护与肺损伤缓解

仔猪免疫后，GP345m-LNP虽诱导的抗体水平低于商用灭活疫苗，但能激发强效细胞免疫，PRRSV特异性IFN-γ分泌显著增加（图3、图4）。

图3 GP345m-LNP在仔猪中诱导的体液免疫应答 

图4 GP345m-LNP在仔猪中诱导的细胞免疫应答

攻毒后10天和15天，该疫苗组血清病毒载量分别比PBS组降低5.2倍和20.3倍，21天完全清除病毒；肺组织病毒载量比灭活疫苗组低190倍，肺损伤程度显著减轻，保护效果远超商用灭活疫苗（图5）。

图5 GP345m-LNP在仔猪中的保护效力

结论与展望

本研究成功构建并筛选出针对NADC30-likePRRSV的最优mRNA候选疫苗GP345m-LNP，通过多糖蛋白融合设计与LNP递送系统的结合，有效激发特异性体液和细胞免疫，实现对病毒感染的高效防控，解决了传统疫苗对变异株保护不足的难题。未来需进一步探究疫苗免疫持续期及跨株保护能力，优化抗原结构以诱导中和抗体产生，深入分析蛋白截短对免疫原性的影响，为PRRSV的精准防控提供更完善的技术支撑，推动mRNA疫苗在动物疫病防控领域的规模化应用。

参考文献

Zhou H, Sun Y, Zhang L, et al. An mRNA vaccine encoding multiple envelope glycoproteins of porcine reproductive and respiratory syndrome virus confers efficient protection against NADC30-like strains. International Journal of Biological Macromolecules (2024) https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2025.149888.