高福等团队合作在Nat Immunol取得新进展

中国科学院微生物研究所，中国疾病预防控制中心，北京大学等多单位合作，高福、王奇慧、谭文杰及王寒作为通讯作者在Nature Immunology 在线发表题为“Rational design of a ‘two-in-one’ immunogen DAM drives potent immune response against monkeypox virus”的研究论文，该研究用结构导向的多抗原融合策略设计了一种“二合一”免疫原，该免疫原基于单链二聚体MPXV细胞外包膜病毒抗原A35与细胞内成熟病毒抗原M1(称为DAM)二价融合。

与联合免疫策略相比，DAM保留了这两种成分的天然表位构型，并表现出更强的A35特异性和M1特异性抗体反应以及对牛痘病毒(VACV)的体内保护作用。DAM诱导的MPXV特异性中和抗体比活疫苗诱导的高28倍。铝佐剂的DAM疫苗可以保护小鼠免受致命的VACV攻击，并且具有安全性，中试规模的生产证实了DAM的高产率和纯度。因此，该研究为开发针对MPXV和其他正痘病毒的替代疫苗提供了创新的见解和候选免疫原。

自2022年5月在英国确诊第一例mpox(也称为猴痘)病例以来，猴痘疫情已在全球造成9.1万多例感染。痘是一种病毒性人畜共患疾病，由MPXV引起，MPXV是一种属于痘病毒科的正痘病毒。另外三种正痘病毒对人类具有致病性：天花病原体天花病毒(VARV)、牛痘病毒(CPXV)和VACV1。基于相似性，在20世纪上半叶成功根除天花期间，毒性较小的VACV被用作通过疤痕化给药的活病毒疫苗。

痘病毒基因组由一个大的线性双链DNA组成，有能力编码多达200种病毒蛋白。近一半的病毒蛋白质组致力于阻碍宿主细胞的先天免疫，而人们对刺激保护性宿主免疫的痘病毒抗原的了解目前尚不完整。因此，通过活病毒疫苗引入的大量病毒蛋白，其中许多不能诱导有效的抗病毒免疫反应，并可能损害宿主的免疫反应，产生了不确定性和安全性风险，特别是对免疫功能低下的人群。

DAM是一种优良的免疫原，可引起交叉反应性抗体（图源自Nature Immunology）

痘病毒可以产生两种不同抗原形式的感染性病毒粒子，即细胞内成熟病毒粒子(IMVs)和细胞外包膜病毒粒子(EEVs)，它们被认为分别介导宿主之间和宿主内部的传播。已经尝试使用比活病毒疫苗更安全的DNA疫苗或亚单位疫苗策略来替代痘病毒疫苗。几种IMV抗原(主要是D8、L1、H3和A27)与EEV抗原(B5和A33)联合免疫可有效保护小鼠免受VACV的致命攻击，或非人灵长类动物模型中MPXV的致命攻击。然而，多抗原联合免疫，无论是核酸疫苗还是蛋白疫苗，都面临着一些重大挑战。由于核酸疫苗中各组分的生物利用度和表达效率无法有效控制，难以实现不同免疫原之间持续平衡的免疫应答，对疫苗保护的稳定性和最大化提出了巨大挑战。

该研究描述了一种基于结构引导免疫原设计和多抗原融合的MPXV疫苗开发策略。两种MPXV抗原，M1和A35，被用来开发“二合一”版本的嵌合免疫原，将其命名为DAM(双A35和M1的串联融合)。DAM引起的抗体反应可以交叉识别其他致病性痘病毒，但对MPXV抗原最有效。在小鼠体内，与M1和A35联合免疫相比，DAM在特异性抗体反应和对VACV攻击的保护方面优于M1和A35。DAM接种诱导的MPXV特异性中和抗体滴度明显高于活疫苗切割诱导的。铝佐剂DAM提供的安全性，以及从行业标准稳定的中国仓鼠卵巢(CHO)细胞系中纯化后的高产量和高纯度，表明了疫苗开发的潜力。