中国团队设计新冠疫苗新平台，发布mRNA首个动物

作者：杨超月

疫苗被认为是终止此次新冠大流行，并帮助恢复全球经济的最有效方法之一。来自上海交大、复旦大学等机构的联合科研团队最近设计了一款mRNA新冠疫苗。该疫苗通过模拟冠状病毒表面蛋白和内部核酸，从而结合了灭活疫苗和mRNA疫苗的功能，这为全球的抗疫提供了一个全新的疫苗平台。这款疫苗名为ShaCoVacc，通过单次注射，即可诱导强烈的刺突特异性体液免疫反应，并具有有效的中和活性。

值得注意的是，目前mRNA新冠疫苗还未有动物实验的详细数据披露，该团队提供的数据也是全球首个。以上研究来自当地时间5月15日，《单剂量SARS-CoV-2模拟颗粒疫苗诱导有效的中和活性》（A single dose SARS-CoV-2 simulating particle vaccine induces potent neutralizing activities），研究人员来自上海交通大学、复旦大学、上海本导基因技术有限公司、国家北京药物安全评价研究中心、贵州医科大学。该项研究的通讯作者为复旦大学基础医学院应天雷研究员、复旦大学附属上海眼耳鼻喉科医院副主任医师洪佳旭，以及上海交通大学系统生物医学研究院蔡宇伽研究员。

为了产生类似天然的免疫原，又不引起感染，研究者通过将编码mRNA刺突蛋白（Spike）注入的病毒模拟颗粒（VSPs）内部，该病毒模拟颗粒由慢病毒颗粒衍生而来；研究者还对病毒模拟颗粒表面的刺突蛋白进行了修饰。该研究表征了新疫苗平台的mRNA拷贝数、糖基化状态、转导效率和先天免疫特性。

重要的是，研究显示ShaCoVacc通过单次注射，即可诱导强烈的刺突特异性体液免疫反应，并具有有效的中和活性。另外，研究者使用肽微阵列公开了刺突特异性抗体的表位，并揭示了对特异性中和抗体敏感的表位。这些结果支持ShaCoVacc作为COVID-19的候选疫苗，可进一步开发，而病毒模拟颗粒可以作为新兴传染病的新疫苗平台。

在过去的几十年中，许多疫苗平台已经被批准用于市场或临床试验。减毒活疫苗是弱化的病原体，可引起强烈的体液和细胞免疫反应，但也有感染风险，尤其是对免疫功能低下的人。灭活疫苗可杀死具有完整结构的病原体并破坏其遗传物质，因此风险较低，但功效也较低。

蛋白质亚单位疫苗、DNA疫苗和mRNA疫苗通常是安全的，但很难从本质上反映出病毒免疫原的构象结构。病毒样颗粒（VLP）是残缺颗粒，具有能够以其天然构象呈现病毒刺突并引发构象依赖性中和抗体的能力。而更类似于病原体的VLP其表面有刺突结构，内部有编码抗原核酸。哪种疫苗平台真正适用于SARS-CoV-2仍未知，这使得开发新的疫苗平台具有重要意义。由于在新冠患者康复期中已检测到中和抗体，因此模拟SARS-CoV-2的疫苗可以将抗原传递给免疫系统，这与真实病毒的方式几乎相同，从而激发类似的有效免疫响应。

研究者设计了一种候选疫苗，方法是将刺突蛋白包封在病毒模拟颗粒（VSP）中，并对其表面进行修饰。该病毒模拟颗粒以慢病毒颗粒的形式分别以mRNA和蛋白质模拟野生型SARS-CoV-2。假设，通过携带mRNA的慢病毒颗粒产生过程中，能够实现对全长刺突的表达。

为了将全长刺突mRNA包装到病毒模拟颗粒中，研究者还设计了一个刺突构建体，该刺突构建体在其转录物上表达带有6X MS2 stem loop的刺突蛋白，这使得刺突mRNA通过与MS2外套融合的GagPol相互作用而被包装到病毒模拟颗粒中。

中国团队设计新冠疫苗新平台，发布mRNA首个动物

同时，作为包膜蛋白，刺突蛋白会自动组装到病毒模拟颗粒的膜中。

中国团队设计新冠疫苗新平台，发布mRNA首个动物

为了检查是否已将刺突蛋白mRNA按照设计包装到慢病毒颗粒中，研究者进行了RT-qPCR，发现每个病毒模拟颗粒平均有3或4个拷贝的刺突蛋白mRNA。为了验证刺突蛋白是否已经组装成病毒模拟颗粒及其糖基化状态，研究者以整合缺陷型慢病毒（IDLV）为对照对病毒模拟颗粒的裂解物进行了蛋白质印迹分析。分析发现，其成功修饰了带有或不带有病毒模拟颗粒突变的刺突蛋白，同时可以装载更多的突变此刺突蛋白。

由于糖基化影响疫苗的免疫原性和免疫优势，实验检查了病毒模拟颗粒表面刺突的糖基化状态。值得注意的是，PNGase F处理后，S2带向下移动，表明病毒模拟颗粒上的刺突蛋白被N-连接的糖基化修饰，这与质谱法揭示的SARS-CoV-2的近期发现一致。