猴痘病毒不用怕，mRNA疫苗助你打造抵抗盾牌

猴痘(Monkeypox，MPX)是由猴痘病毒(Monkeypox virus,MPXV)引起的一种病毒性人畜共患病，其属于正痘类病毒，症状表现类似于天花，常见症状表现为发烧（通常在38.5℃到40.5℃之间）、头痛、肌肉酸痛、淋巴结肿大及皮疹等^[1]。自1970年报告了第一例患者以来，猴痘主要在非洲地区流行。但2022年5月，猴痘开始了全球范围的大流行，已有113个国家（地区）报告了89000多例猴痘确诊病例，包含152例死亡病例。

2023年6月，我国多个省份先后报告多例猴痘病例。最新消息2023年9月1日至31日，内地新增报告305例猴痘确诊病例，并显示出本土蔓延趋势。国家卫生健康委公告显示，自9月20日起，猴痘被纳入乙类传染病进行管理。尽管猴痘的症状比天花轻，传播性比天花弱，但猴痘病毒可能会成为比天花病毒更难对付的人类病原体^[2]。

疫苗的使用是战胜病毒的终极方法，猴痘病毒和天花具有高度同源的基因组，现有的痘类疫苗包括痘苗病毒减毒活疫苗ACAM2000和一种减毒活疫苗JYNNEOS，均存在一定的疫苗安全性以及有限供应等问题，因此迫切需要一种能够快速开发的安全疫苗。具有脂质纳米颗粒(LNP)递送系统的mRNA疫苗具有能快速合成，无细胞系统，没有与宿主基因组整合的风险，并且能够引起体液免疫和细胞免疫等众多优势，在应对猴痘等突发公共卫生事件中具有巨大应用前景^[3]。

图1 猴痘病毒

2023年9月22日，中国生物杨晓明团队在《Nature Communications》期刊上发表了关于开发新型猴痘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抗原组合而成的mRNA疫苗，能够有效诱导针对痘苗病毒的免疫，在小鼠模型上保护免受痘苗病毒致死感染。

图2 猴痘mRNA疫苗文章信息

mRNA设计和体外蛋白表达，SP-A35R sECD-M1R表达量最高

本研究中首先合成了四个密码子优化的mRNA，包括全长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）它们编码不同的MPXV抗原（图3a）。将等量mRNA转染293T细胞，并与抗a35r和抗m1r抗体孵育，确认4种mRNA的蛋白表达，如图3b所示。Western blot检测结果显示，编码SP-A35R sECD-M1R的mRNA在293 T细胞中的表达水平最高。

图3 mRNA序列设计及蛋白表达验证

三种mRNA疫苗对受到致死剂量病毒攻击的小鼠都有保护作用

研究者开发了三种不同的mRNA-LNP复合物，以评估它们在诱导抗MPXV保护性免疫中的功效。将小鼠肌内注射这些mRNA疫苗，所有三种疫苗组均在接种后第7天诱导抗a35r抗体。将含有融合A35R/M1R，全长A35R/M1R的mRNA-LNP复合物分别注射小鼠，在致死性痘病毒感染模型下，三组疫苗都能够保护小鼠免于病毒感染导致的死亡。

图4 mRNA疫苗对病毒攻击的保护作用

mRNA疫苗在免疫7天后可保护小鼠免受VACV的攻击

为了进一步评估mRNA疫苗诱导保护性免疫的速度，研究者实施了单剂量8天的疫苗接种方案，进行VACV-WR攻击（图5a）。以两种亚致死剂量（低剂量和高剂量）给小鼠腹腔注射了VACV-WR活疫苗。如图5b所示，三种mRNA疫苗均可诱导相应的A35R抗体。只有VGPox 1和VGPox 2能够引发针对M1R的抗体（图5c），而接种亚致死活VACV-WR疫苗在第7天未能产生针对这两种抗原的抗体（图5b，c）。接种VGPox 1和2的动物血清分别表现出87.8%和93.4%的强中和活病毒的能力，表明它们有可能成为有效的疫苗（图5d）。

图5 单剂量疫苗接种和相应免疫反应

mRNA疫苗具有长期保护作用

为了评估mRNA疫苗的长期保护性免疫，给小鼠接种两剂VGPox 1-3。从第1个月到第5个月，所有三种候选疫苗的a35r特异性抗体逐渐下降（图6a）。在接种疫苗后162天，小鼠鼻内受到致命的VACV-wr攻击，所有三种mRNA候选物和活病毒疫苗都能完全保护小鼠免受VACV攻击（图6d）。这些结果表明mRNA疫苗可诱导对VACV的长期保护性免疫。

图6 长期免疫检测

总体来讲，VGPox系列新型猴痘mRNA疫苗具有以下三个亮点：

1、mRNA序列只含两种关键的病毒抗原，但具有优越免疫反应；

2、一针疫苗即可获得有效抗猴痘免疫反应；

3、免疫反应早，动物试验证明在给药后7天，即可产生早期免疫反应，且具有长期保护作用。

参考文献：

[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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