《Microbiology Spectrum》：A lipid nanoparticle-based mRNA vaccine elicits immunity against porcine circovirus type 2 in mice
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本文报道了一项针对猪圆环病毒2型（PCV2）的新型mRNA-LNP（脂质纳米颗粒）疫苗的研发与评估。研究通过编码PCV2的主要免疫原——衣壳（Cap）蛋白，在小鼠模型中成功诱导了高水平的中和抗体和强烈的Th1偏向型细胞免疫应答（包括CD8+T细胞、CD4+T细胞及滤泡辅助性T细胞等），其免疫原性优于传统的重组Cap亚单位疫苗。联合CpG ODN（寡脱氧核苷酸）佐剂可进一步增强免疫效果，且未影响疫苗的安全性。该研究为开发能够克服现有疫苗局限性的新型兽用疫苗提供了有力证据。
设计与体外表征
研究设计并构建了编码PCV2全长衣壳（Cap）蛋白的mRNA疫苗。该mRNA构建体包含5' cap1结构、优化的非翻译区（UTR）以及聚腺苷酸（poly(A)）尾，以增强稳定性和翻译效率。通过微流控技术将mRNA封装入脂质纳米颗粒（LNP），表征结果显示，形成的mRNA-LNP颗粒平均流体动力学直径约为100纳米，粒径分布均匀（多分散指数PDI为0.210）。透射电镜（TEM）图像证实了颗粒的球形形态和结构完整性。体外转染HEK-293T细胞的实验通过蛋白质印迹法（Western blot）证实了Cap蛋白的表达。此外，研究还通过免疫信息学方法预测了Cap蛋白中潜在的B细胞和T细胞表位，为后续免疫评价提供了依据。
PCV2 Cap mRNA-LNP在小鼠体内诱导强烈的体液和细胞免疫应答
在BALB/c小鼠模型中，研究人员评估了mRNA-LNP疫苗的免疫原性。与重组Cap蛋白加Al(OH)3佐剂的亚单位疫苗及PBS对照组相比，mRNA-LNP疫苗诱导了显著更高的PCV2特异性IgG抗体滴度（几何平均滴度GMT = 1:18,379）和病毒中和抗体滴度（GMT = 1:141）。在细胞免疫方面，流式细胞术分析显示，接种mRNA-LNP疫苗的小鼠脾脏中抗原特异性CD4+T细胞和CD8+T细胞的频率显著增加。同时，在引流淋巴结中，生发中心（GC）B细胞和滤泡辅助性T（Tfh）细胞的群体也显著扩增。酶联免疫斑点（ELISpot）实验进一步证实，该疫苗能诱导强烈的抗原特异性干扰素-γ（IFN-γ）分泌反应。这些结果表明，mRNA-LNP疫苗能够激发全面且平衡的适应性免疫应答。
CpG ODN佐剂增强PCV2 Cap mRNA-LNP的免疫应答
为了进一步提升疫苗效果，研究探索了联合使用Toll样受体9（TLR9）激动剂CpG ODN作为佐剂。与单独使用mRNA-LNP疫苗相比，联合CpG ODN佐剂的组别诱导了更强的体液免疫应答，其Cap特异性IgG抗体滴度（GMT = 1:38,803）和中和抗体滴度（GMT = 1:192）均显著更高。在细胞免疫层面，联合佐剂也进一步提高了抗原特异性CD4+T细胞、CD8+T细胞、GC B细胞和Tfh细胞的频率，并增强了IFN-γ的分泌。这些数据表明，CpG ODN能有效增强mRNA-LNP疫苗的免疫原性。
疫苗安全性评价
通过对小鼠进行单次高剂量腹腔注射的急性毒性评估，考察了mRNA-LNP疫苗（含或不含CpG ODN佐剂）的安全性。血清生化分析显示，各组的肝功能指标（如ALT、AST）和脂质代谢指标（如TG、TC）均处于正常范围，与PBS对照组无显著差异。主要器官（心、肝、脾、肺、肾）的大体解剖观察和苏木精-伊红（H&E）染色组织病理学检查均未发现异常病变。结果表明，该mRNA-LNP疫苗平台具有良好的生物相容性和安全性。
讨论与结论
本研究成功开发并评估了针对PCV2的mRNA-LNP疫苗候选物。与传统的亚单位疫苗相比，该疫苗在小鼠模型中展现出更优越的免疫原性，能够诱导高水平的中和抗体和强大的Th1极化细胞免疫应答。这种全面的免疫应答可能归因于内源性抗原表达促进了正确的蛋白折叠和构象表位呈现，以及LNP递送系统固有的佐剂特性。尽管在本次研究中，CpG ODN的加入带来了显著的免疫增强，但也提示mRNA-LNP本身可能已能诱导接近最大化的免疫反应。该研究证明了mRNA技术作为一种快速、可扩展的疫苗平台在应对重要畜禽疾病方面的巨大潜力，为后续在目标动物（猪）中进行保护效力评估奠定了坚实的临床前基础。
