猴痘病毒不用怕，mRNA疫苗助你打造抵抗

猴痘(Monkeypox，MPX)是由猴痘病毒(Monkeypox virus,MPXV)引起的一種病毒性人畜共患病，其屬于正痘類病毒，癥狀表現(xiàn)類似于天花，常見癥狀表現(xiàn)為發(fā)燒（通常在38.5℃到40.5℃之間）、頭痛、肌肉酸痛、淋巴結腫大及皮疹等^[1]。自1970年報告了第一例患者以來，猴痘主要在非洲地區(qū)流行。但2022年5月，猴痘開始了全球范圍的大流行，已有113個國家（地區(qū)）報告了89000多例猴痘確診病例，包含152例死亡病例。

2023年6月，我國多個省份先后報告多例猴痘病例。最新消息2023年9月1日至31日，內(nèi)地新增報告305例猴痘確診病例，并顯示出本土蔓延趨勢。國家衛(wèi)生健康委公告顯示，自9月20日起，猴痘被納入乙類傳染病進行管理。盡管猴痘的癥狀比天花輕，傳播性比天花弱，但猴痘病毒可能會成為比天花病毒更難對付的人類病原體^[2]。

疫苗的使用是戰(zhàn)勝病毒的好方法，猴痘病毒和天花具有高度同源的基因組，現(xiàn)有的痘類疫苗包括痘苗病毒減毒活疫苗ACAM2000和一種減毒活疫苗JYNNEOS，均存在一定的疫苗安全性以及有限供應等問題，因此迫切需要一種能夠快速開發(fā)的安全疫苗。具有脂質(zhì)納米顆粒(LNP)遞送系統(tǒng)的mRNA疫苗具有能快速合成，無細胞系統(tǒng)，沒有與宿主基因組整合的風險，并且能夠引起體液免疫和細胞免疫等眾多優(yōu)勢，在應對猴痘等突發(fā)公共衛(wèi)生事件中具有巨大應用前景^[3]。

圖1 猴痘病毒

2023年9月22日，中國生物楊曉明團隊在《Nature Communications》期刊上發(fā)表了關于開發(fā)新型猴痘mRNA疫苗的文章《mRNA vaccines encoding fusion proteins of monkeypox virus antigens protect mice from vaccinia virus challenge》。本研究中由EEV和IMV抗原組合而成的mRNA疫苗，能夠有效誘導針對痘苗病毒的免疫，在小鼠模型上保護免受痘苗病毒致死感染。

圖2 猴痘mRNA疫苗文章信息

mRNA設計和體外蛋白表達，SP-A35R sECD-M1R表達量最高

本研究中首先合成了四個密碼子優(yōu)化的mRNA，包括全長A35R，M1R，完整A35R胞外域融合M1R（融合1：SP-A35R IECD-M1R），短A35R胞外域融合M1R（融合2：SP-A35R sECD-M1R）它們編碼不同的MPXV抗原（圖3a）。將等量mRNA轉(zhuǎn)染293T細胞，并與抗a35r和抗m1r抗體孵育，確認4種mRNA的蛋白表達，如圖3b所示。Western blot檢測結果顯示，編碼SP-A35R sECD-M1R的mRNA在293 T細胞中的表達水平最高。

圖3 mRNA序列設計及蛋白表達驗證

三種mRNA疫苗對受到致死劑量病毒攻擊的小鼠都有保護作用

研究者開發(fā)了三種不同的mRNA-LNP復合物，以評估它們在誘導抗MPXV保護性免疫中的功效。將小鼠肌內(nèi)注射這些mRNA疫苗，所有三種疫苗組均在接種后第7天誘導抗a35r抗體。將含有融合A35R/M1R，全長A35R/M1R的mRNA-LNP復合物分別注射小鼠，在致死性痘病毒感染模型下，三組疫苗都能夠保護小鼠免于病毒感染導致的死亡。

圖4 mRNA疫苗對病毒攻擊的保護作用

mRNA疫苗在免疫7天后可保護小鼠免受VACV的攻擊

為了進一步評估m(xù)RNA疫苗誘導保護性免疫的速度，研究者實施了單劑量8天的疫苗接種方案，進行VACV-WR攻擊（圖5a）。以兩種亞致死劑量（低劑量和高劑量）給小鼠腹腔注射了VACV-WR活疫苗。如圖5b所示，三種mRNA疫苗均可誘導相應的A35R抗體。只有VGPox 1和VGPox 2能夠引發(fā)針對M1R的抗體（圖5c），而接種亞致死活VACV-WR疫苗在第7天未能產(chǎn)生針對這兩種抗原的抗體（圖5b，c）。接種VGPox 1和2的動物血清分別表現(xiàn)出87.8%和93.4%的強中和活病毒的能力，表明它們有可能成為有效的疫苗（圖5d）。

圖5 單劑量疫苗接種和相應免疫反應

mRNA疫苗具有長期保護作用

為了評估m(xù)RNA疫苗的長期保護性免疫，給小鼠接種兩劑VGPox 1-3。從第1個月到第5個月，所有三種候選疫苗的a35r特異性抗體逐漸下降（圖6a）。在接種疫苗后162天，小鼠鼻內(nèi)受到致命的VACV-wr攻擊，所有三種mRNA候選物和活病毒疫苗都能保護小鼠免受VACV攻擊（圖6d）。這些結果表明mRNA疫苗可誘導對VACV的長期保護性免疫。

圖6 長期免疫檢測

總體來講，VGPox系列新型猴痘mRNA疫苗具有以下三個亮點：

1、mRNA序列只含兩種關鍵的病毒抗原，但具有*免疫反應；

2、一針疫苗即可獲得有效抗猴痘免疫反應；

3、免疫反應早，動物試驗證明在給藥后7天，即可產(chǎn)生早期免疫反應，且具有長期保護作用。

[1] Adler H, Gould S, Hine P, et al. Clinical features and management of human monkeypox: a retrospective observational study in the UK[J]. The Lancet Infectious Diseases, 2022, 22(8): 1153-1162.

[2] Huang Y, Mu L, Wang W. Monkeypox: epidemiology, pathogenesis, treatment and prevention[J]. Signal Transduction and Targeted Therapy, 2022, 7(1): 1-22.

[3] Hou F, Zhang Y, Liu X, et al. mRNA vaccines encoding fusion proteins of monkeypox virus antigens protect mice from vaccinia virus challenge[J]. Nature Communications, 2023, 14(1): 5925.

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