猪δ冠状病毒(PDCoV)是一种新发的猪肠道冠状病毒,主要引起新生仔猪腹泻、呕吐、脱水甚至死亡。2014年开始在美国猪场流行,随后在世界各国检测到,给养猪业造成了严重经济损失,疫苗免疫是防控PDCoV的有效手段,近年来,mRNA疫苗迅速发展,利用mRNA技术平台,可快速开发针对流行毒株的疫苗,且具有较高的保护效力。因此,研制PDCoV的mRNA疫苗,将打开疫苗防控的新局面。
近日,兽医所李彬研究员团队在PDCoV mRNA疫苗研发方面取得重要进展,研究成果以题为“A spike-based mRNA vaccine that induces durable and broad protection against porcine deltacoronavirus in piglets”在线发表于国际病毒学权威学术期刊《Journal of Virology》。该研究首次报道了PDCoV mRNA疫苗具有良好的免疫保护效果,具有商业化的前景。
PDCoV S蛋白上有多个中和结构域,能诱导机体产生中和抗体。该研究设计了两种基于PDCoV S蛋白的mRNA疫苗,分别编码全长S蛋白和去跨膜区、去疏水区的S蛋白(Se)。优化后的抗原编码序列经体外转录合成mRNA,再装载至脂质纳米颗粒(LNP)中制备疫苗。两种mRNA疫苗物理表征良好,抗原表达量高。通过小鼠免疫试验发现编码全长S蛋白的mRNA疫苗能够诱导更高水平的中和抗体和细胞免疫应答,具有更好的免疫效果。提示基于PDCoV S蛋白的mRNA疫苗能提供更有效的免疫效力。
随后,研究人员将PDCoV S mRNA疫苗免疫待产母猪,同时免疫PDCoV灭活疫苗做对照。检测母猪与产后仔猪的抗体水平,并对仔猪进行攻毒保护试验。结果显示,二免后母猪血清中含有较高的中和抗体,乳汁中含有大量的中和抗体和IgA黏膜抗体。仔猪在吸食母乳后,其血清中能检测到高水平的中和抗体与IgA抗体,且中和抗体能持续到3个月。对仔猪进行攻毒,mRNA疫苗免疫组无仔猪发生腹泻,PDCoV灭活疫苗有1头仔猪发生轻微腹泻,攻毒对照组5头仔猪均发生持续性严重腹泻;免疫组肛拭子排毒水平、肠道组织病毒载量、剖检病变和显微病变均显著低于攻毒对照组(P<0.05)。表明PDCoV S mRNA疫苗免疫母猪能为仔猪提供良好的被动免疫保护。
综上所述,团队研制的PDCoV S mRNA疫苗能够诱导高水平的中和抗体产生并激活细胞免疫和黏膜免疫,疫苗诱导中和抗体能持续到3个月,免疫待产母猪,新生仔猪获得良好的被动免疫保护效果,可作为预防控制PDCoV的候选疫苗,具有广阔的应用前景。
兽医所动物腹泻病防控创新团队李基棕副研究员、硕士研究生肖丽为论文共同第一作者,团队首席李彬研究员、苏州大学赵李祥教授和苏州慧疗生物医药科技有限公司钟天翼博士为论文共同通讯作者。该研究得到了十四五重点研发计划和江苏省农业自主创新资金等项目的资助。
文章链接:http://journals.asm.org/doi/10.1128/jvi.00535-24