一种具有降低抗体依赖性增强(ADE)风险潜力的寨卡候选疫苗

寨卡病毒(ZIKV)是一种蚊媒黄病毒,已迅速扩大其地理范围。它与胎儿大脑发育异常、性传播和缺乏预防性疫苗有关,已成为全球卫生关注的问题。设计一种安全有效的疫苗需要非常谨慎,因为寨卡病毒与登革热病毒和其他黄病毒的地理分布重叠,可能导致黄病毒感染的疫苗接种者出现更严重的疾病。这种效应可由抗体依赖性增强(Antibody-Dependent Enhancement, ADE)引起,这一现象与登革热病毒感染的发病机制有关,也与使用寨卡病毒结构包膜蛋白作为免疫原的寨卡病毒疫苗相关。

图1所示。将ZIKV NS1基因(苏里南2015分离株)插入MVA重组和修饰缺失III。已确定该插入位点支持高表达和插入稳定性。PmH5,修饰的H5启动子。数字是MVA基因组的坐标。MVA疫苗在用于疫苗生产的禽细胞中具有复制能力,但在哺乳动物细胞中缺乏复制能力,这使得它们被认为对人类是安全的,包括免疫功能低下或怀孕的个体。

在这里,我们描述了一种表达ZIKV非结构蛋白NS1的改性安卡拉牛苗(MVA)疫苗的开发,从而避免了与基于结构蛋白的ZIKV疫苗相关的ADE的潜在风险。用MVA-ZIKV-NS1候选疫苗对具有免疫功能的成年小鼠进行单次肌肉免疫,可产生强大的体液和细胞应答,并对致命剂量的ZIKV (MR766株)脑内免疫提供100%的保护。

病毒感染的ADE有文献记载在体外在活的有机体内作为寨卡病毒包膜蛋白(E)导向疫苗的潜在风险。这对于DENV和ZIKV之间的交叉反应性抗体尤其相关,因为新感染者的DENV血清阳性率可高达90%

ZIKV区与ZIKV和DENV在遗传和抗原性上相似(56% AA同一性),它们之间的交叉反应性被广泛记录。在对寨卡病毒E型免疫原进行更大规模的III期临床研究以评估登革热流行地区ADE的威胁(例如,寨卡病毒免疫增强登革热感染或反之亦然)之前,在最需要寨卡病毒免疫的人群中使用这些疫苗时,ADE仍将是一个令人担忧的问题。虽然E蛋白被认为是激发针对ZIKV的保护性中和抗体的理想抗原靶点,但NS1已被证明可诱导靶向并杀死病毒感染细胞的保护性非中和抗体。NS1蛋白通过调节宿主细胞机制帮助黄病毒在宿主中繁殖,在免疫逃避(人类和蚊子宿主)中发挥重要作用。因此,NS1蛋白和抗NS1抗体分别被提出作为黄病毒疫苗和治疗候选物。与抗e抗体可能增强DENV和ZIKV之间的感染不同,抗NS1抗体不会对接种疫苗的个体造成ADE风险,因为NS1蛋白没有与病毒一起包装或在病毒粒子表面发现。因此,我们期望基于ns1的疫苗不仅可以保护个体免受症状性寨卡病毒病的侵害,而且可以降低蚊虫媒介的感染率,从而阻断寨卡病毒在疫苗覆盖率较低的高流行地区的传播。

图2所示。用单剂MVA-ZIKV-NS1疫苗免疫CD-1/ICR小鼠,然后用神经适应性ZIKV毒株MR766脑内攻击(左图)。所有接种过疫苗的小鼠(N=23)都存活了下来,而90%的对照组(N= 10)死亡(右上图)。在第5天,每组3只小鼠的大脑通过斑块试验在Vero细胞上进行滴定,以确定ZIKV的水平。每个鼠标显示单独的点。检出限为1.7log10 PFU/g。在感染后第5天,接种疫苗的小鼠的脑滴度(先前确定为病毒滴度峰值)比对照动物低20万倍,这表明接种疫苗和攻毒的小鼠大脑中的传染性病毒被迅速清除。

NS1被克隆到重组MVA载体中,该载体先前在临床前和临床HIV疫苗试验以及临床前埃博拉研究中诱导了强大和持久的保护性免疫。用单剂量NS1疫苗免疫免疫具有免疫功能的小鼠,并在新开发的致死性颅内(IC)攻击模型中评估免疫原性和保护效果(图2)。接种过NS1疫苗的小鼠表现出强大的抗NS1, th1偏向免疫应答,显著杀伤ZIKV感染细胞,补体固定活性,和强烈的CD8+ T细胞反应(分泌il - 2和ifn - γ细胞因子)(数据未显示),并且在IC攻击后完全受到保护,没有任何明显的症状或体重减轻。相比之下,根据机构动物护理和使用委员会(IACUC)的方案,大多数假免疫的动物体重减轻并被安乐死(~70-100%)。感染后5天,对照组小鼠的平均脑滴度为7.2 log10PFU/g组织,而在三只MVA-NS1免疫小鼠中,有两只未观察到可检测到的病毒载量(图2)。接种疫苗的小鼠大脑中的平均病毒载量比PBS免疫小鼠低20万倍(p>0.001)。该疫苗目前正在非人类灵长类动物身上进行有效性测试。

Farshad Guirakhoo1Arban受1亚伦Brault2
1GeoVax,亚特兰大,乔治亚州,美国
2疾病控制和预防中心,Ft Collins, CO ., USA

出版

靶向NS1蛋白的Zika疫苗在致死性攻击模型中保护免疫功能正常的成年小鼠
Brault AC, Domi A, McDonald EM, Talmi-Frank D, McCurley N, Basu R, Robinson HL, Hellerstein M, Duggal NK, Bowen RA, Guirakhoo F
2017年11月7日
脸谱网 推特 linkedin 邮件 脸谱网 推特 linkedin 邮件

留言回复