基于基因工程减毒天坛株痘苗病毒rVTT△C12K2△A45的猴痘病毒攻毒保护效力研究

《Journal of Virology》:Protective efficacy of a genetically modified attenuated vaccinia virus Tiantan strain against monkeypox virus challenge in a small animal model

【字体: 时间:2026年01月28日 来源:Journal of Virology 3.8

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  本研究通过CRISPR-Cas9介导的同源重组技术,构建了缺失毒力基因(C12L-K2L和A45R)的减毒痘苗病毒天坛株(VTT)重组病毒rVTT△C12K2△A45。该病毒在CEF(鸡胚成纤维细胞)中保持良好复制能力,但在人源细胞(2BS、MRC-5、WI-38)中复制受限,且在小鼠神经毒性和兔皮肤损伤实验中显示安全性提升。免疫BALB/c小鼠可诱导针对VTT和MPXV(猴痘病毒)的中和抗体,攻毒实验表明能显著降低肺部和生殖器官的MPXV病毒载量,凸显其作为新型猴痘疫苗候选株的潜力。

  
猴痘疫情与疫苗研发背景
猴痘是由猴痘病毒(MPXV)引起的人畜共患传染病,世界卫生组织(WHO)分别于2022年和2024年两次宣布其为"国际关注的突发公共卫生事件"。痘苗病毒(VACV)作为天花疫苗,因其与MPXV存在交叉保护免疫而被用于猴痘预防。天坛株(VTT)曾在中国天花消灭行动中发挥关键作用,但其神经毒性限制了临床应用,需通过基因工程进一步减毒。
重组痘苗病毒的构建与筛选
研究基于CRISPR-Cas9介导的同源重组技术,以EGFP(增强型绿色荧光蛋白)为筛选标记,依次缺失VTT基因组中的C12L-K2L、C17L-K2L、C20L-K2L、B13R-B19R和A45R区域,获得重组病毒rVTT△C12K2-EGFP等。通过Cre/loxP系统切除EGFP后,得到无标记基因的重组病毒rVTT△C12K2和rVTT△C12K2△A45。测序证实目标区域成功被替换或缺失。
减毒特性评估
与亲本VTT相比,rVTT△C12K2△A45在多种细胞(HEK 293、Hep2、Vero)中形成更小空斑,且在2BS、MRC-5、WI-38等人源细胞中复制能力显著降低。神经毒性实验中,BALB/c小鼠颅内接种5×105PFU(空斑形成单位)的rVTT△C12K2△A45后无死亡,而VTT组(500 PFU)全部死亡。鼻内感染后,重组病毒组小鼠体重无显著下降,而VTT组体重损失达29%。兔皮肤损伤实验进一步证实其减毒特性。
免疫原性分析
小鼠肌肉注射两剂rVTT△C12K2△A45(1×108PFU)后,血清中检测到针对MPXV抗原(A35R、B6R、M1R、H3L)的特异性结合抗体,以及VTT和MPXV的中和抗体。缺失A45R基因显著增加了IFN-γ(干扰素-γ)分泌脾细胞数量,提示增强细胞免疫应答。中和抗体水平与接种途径相关,肌肉注射的GMT(几何平均滴度)为136.52,高于皮下注射(45.54)。
攻毒保护效果
颅内攻毒实验中,免疫组小鼠全部存活,而PBS(磷酸盐缓冲液)对照组全部死亡。MPXV攻毒模型中,免疫组小鼠肺部和生殖器官的病毒载量显著低于对照组,且皮下接种组在生殖器官中病毒清除更快。尽管肌肉注射诱导更高中和抗体,但皮下接种显示更快清除病毒,提示非中和抗体功能(如抗体依赖性细胞毒性)和细胞免疫在保护中起重要作用。
讨论与展望
与第三代疫苗MVA(改良安卡拉痘苗)相比,rVTT△C12K2△A45在Vero细胞中保留复制能力,更利于疫苗生产。其缺失区域(C12L-K2L和A45R)与MVA部分重叠,但宿主范围限制性较低。未来可通过鼻内或口服接种进一步提升免疫应答。本研究证实rVTT△C12K2△A45兼具安全性与免疫保护效力,为猴痘疫苗研发提供新候选株。
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