双价口蹄疫mRNA@LNP疫苗"破局"传统灭活疫苗局限！体液与细胞免疫双优应答

口蹄疫防控"生物安全困局"——传统灭活疫苗的局限与mRNA技术新思路

口蹄疫（FMD）仍是全球畜牧业面临的最严重威胁之一，由口蹄疫病毒（FMDV）引起，主要感染牛、猪、羊等偶蹄类动物。该疾病传播迅速，每年造成巨大的经济损失，被世界动物卫生组织（WOAH）列为须通报疾病。FMDV分为七种血清型，型间无交叉保护，其中A型和O型在流行地区最为广泛。当前，以ISA 206油佐剂配制的灭活全病毒疫苗是最常用的FMDV疫苗，但其生产需在生物安全三级（BSL-3）设施中进行活病毒培养，存在固有生物安全风险。此外，疫苗效力高度依赖完整病毒颗粒（146S）的稳定性，给生产、运输、储存和质量控制带来挑战。最关键的是，灭活疫苗诱导的免疫应答严格限于特定血清型，难以应对FMDV的快速抗原漂移和区域株变异。近年来，mRNA疫苗技术凭借其独特的安全性、快速适应性和规模化应用潜力，在动物健康领域展现出广阔前景，为口蹄疫疫苗开发提供了革命性的技术平台。

图1. 猪瘟病毒mRNA疫苗设计、优化和免疫原性评估的示意图

"双价优化"免疫设计突破：C-IMMSIM辅助表位筛选与mRNA序列精准构建

本研究开发了针对FMDV A型和O型的双价mRNA@LNP疫苗，通过C-IMMSIM计算免疫模拟软件进行理性表位优化设计（图1）。研究团队从VP1结构蛋白中筛选免疫优势表位，并引入3A非结构蛋白的保守T细胞表位，构建了包含信号肽、A型G-H环及C末端、破伤风毒素通用Th细胞表位、O型G-H环及C末端、O型3A蛋白和FLAG标签的开放阅读框。为确定最优抗原表位长度，研究对以RGD为核心的不同长度G-H环序列进行免疫原性预测，最终选定A型27个氨基酸和O型31个氨基酸的G-H环作为最优B细胞表位。在间隔连接子优化方面，研究比较了PPS、GGGGS、PGPGP、GGSSGG、G₈、(G₄S)₃、(GGGGS)₃和(GSG)₅等多种连接方式，结果显示(GSG)₅间隔连接子诱导的特异性抗体滴度最高，被选为最终序列。此外，Gaussia荧光素酶信号肽的添加有效促进了抗原蛋白的细胞内翻译与部分胞外分泌，为同时激活MHC-I和MHC-II通路、平衡体液与细胞免疫奠定了基础。

关键发现

1、基于C-IMMSIM免疫模拟优化的双价mRNA序列设计，通过精准表位选择与(GSG)₅间隔连接子，实现了A型和O型FMDV抗原的高效协同表达。

2、mRNA@LNP疫苗在BALB/c小鼠中诱导的早期免疫激活显著优于灭活疫苗：初次免疫后7天，淋巴结中活化树突状细胞（DC）和滤泡辅助T细胞（Tfh）比例显著升高，淋巴结体积明显增大，表明更强的免疫细胞招募与活化。

3、体液免疫应答方面，5 μg mRNA@LNP在整个免疫期间诱导的抗体水平与5 μg灭活疫苗（146S）持续相当。

未来展望与应用潜力

该研究存在三方面重要局限：其一，动物实验仅在BALB/c小鼠模型中进行，尚未在牛、猪等靶标动物中开展攻毒保护实验，mRNA疫苗在大型动物中的免疫原性和保护效力有待验证；其二，研究未评估mRNA@LNP疫苗的长期稳定性、储存条件及大规模生产的成本效益，这些因素将直接影响其在畜牧业中的实际应用；其三，阻断抗体滴度与中和抗体反应之间的相关性尚需进一步阐明，以全面评估疫苗的保护机制。尽管如此，该研究为双价FMDV mRNA@LNP疫苗作为下一代口蹄疫防控平台提供了概念验证。未来研究应聚焦：在牛和猪模型中开展攻毒保护实验，验证临床效用和田间应用潜力；优化mRNA@LNP的稳定性和成本效益，推动产业化进程；深入解析mRNA疫苗诱导的Th1偏倚免疫记忆机制及其对口蹄疫长期保护的贡献；探索多价mRNA疫苗设计，扩展至其他FMDV血清型，构建广谱保护体系。

参考来源：Wang L, Li Z, Zhu H, et al. Bivalent foot-and-mouth disease virus mRNA vaccine induces well-balanced humoral and cellular immune responses[J]. Vaccine, 2026, 88: 128840. https://doi.org/10.1016/j.vaccine.2026.128840.