2020年8月5日,复旦大学姜世勃教授,New York Blood Center 的Lanying Du等人在Cell Research在线发表题为“A novel receptor-binding domain(RBD)-based mRNA vaccine against SARS-CoV-2”的研究成果。

该研究通过合成包裹了能够编码SARS-CoV-2受体结合区331-524aa的mRNA脂质体纳米颗粒作为疫苗候选开展疫苗评价。研究结果表明,该新型候选疫苗能够有效诱特异性导体液免疫及细胞免疫应答,且能够产生针对SARS-CoV-2的中和抗体及SARS-CoV 假病毒水平的交叉中和抗体。同时合成了以S蛋白S1亚单位14-660aa的mRNA脂质体纳米颗粒开展比较性研究。

姜世勃教授所领衔的科研团队在开展SARS-CoV科研攻关时首次提出受体结合区RBD的概念,并长期开展RBD相关研究。尤其在冠状病毒方面,发表多篇SARS-CoV和MERS-CoV相关重要论文,为以RBD为靶点的新型病毒药物及疫苗奠定了重要基础。

新冠疫情发生后,团队迅速开展RBD相关研究,全面解析了SARS-CoV-2 RBD的生物学特性。该研究证明RBD可以作为SARS-CoV-2新型mRNA疫苗的研究靶点。

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体外研究首先证明了RBD-及S1-mRNA-LNP的表达,通过在N短插入mCherry标签,转染人,猴子,蝙蝠来源的多种细胞系,通过FACS检测mCherry荧光信号证明了RBD-mRNA-LNP的高效稳定表达。在稳定性方面,在4℃及25℃条件下能够保持稳定,且RBD-mRNA-LNP的稳定性优于S1-mRNA-LNP。

小鼠免疫研究中,研究人员全面评价了体液免疫应答。首先新型RBD-mRNA疫苗能够有效诱导滤泡辅助性T细胞滤泡辅助性T细胞(Tfh),生发中心B细胞(germinal center (GC) B cell),浆细胞(plasma B cell)/抗体分泌细胞。Tfh细胞迁移到淋巴结的B细胞区,在那里它们与B细胞相互作用以产生生发中心;在生发中心,B细胞产生并释放特异性靶向病原体的高亲和力抗体。

抗体生产是机体适应性免疫应答的一个重要部分,是疫苗有效性的重要指征。在体液免疫应答方面,分析了RBD特异性IgG、IgG亚类,及SARS-CoV-2中和抗体。

结果表明二次免疫后,与S1-mRNA-LNP相比,RBD-mRNA-LNP能够有效诱导产生高水平的特异性抗体及中和抗体,且能够维持两个月以上的稳定水平。免疫血清能够有效抑制SARS-CoV-2RBD蛋白与受体细胞结合,证明了该疫苗所诱导产生的抗病毒感染能力。

细胞免疫应答方面,能够有效刺激机体产生RBD特异性的Th1型 CD4+ 及CD8+ T 细胞免疫应答。同时比较了不同免疫途径,不同免疫剂量的免疫效果。

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New York Blood Center Lindsley F.Kimball 研究中心博士后太万博博士,张秀娟博士为论文的共同第一作者。复旦大学姜世勃,纽约血液中心Lanying Du为论文的共同通讯作者。该研究得到了美国国立卫生研究院及New York Blood Center资助。