《Vaccine》：Intranasal PIV5-vectored SARS-COV-2 KP.2 vaccine protects against homologous and heterologous challenge in mice and hamsters
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为应对现有疫苗免疫衰减及对变异株保护力不足的问题，研究人员开展了一项关于PIV5载体鼻内SARS-CoV-2 KP.2疫苗的研究。该研究证实，该疫苗能在小鼠中诱导强烈的细胞免疫反应，尽管血清抗体反应不强，却能完全保护动物免受KP.2同源和WA1异源毒株的攻击，在仓鼠中则能诱发强劲的体液免疫。这为开发下一代具有更广谱保护性的新冠黏膜疫苗提供了重要科学依据。
虽然现有的新冠疫苗已大幅降低了住院和死亡人数，但病毒的快速变异（如Omicron谱系的不断演变）导致“免疫逃逸”，使得疫苗保护效果减弱。此外，频繁接种导致的免疫力衰减甚至免疫耗竭，也促使科学界探寻能够提供更持久、更广谱保护，且副作用更小的新一代疫苗。在这样的背景下，利用安全、成熟的载体平台，通过更接近自然感染的免疫途径（如鼻内接种）来激发黏膜和细胞免疫，成为了一个重要研发方向。副流感病毒5型（PIV5）是一个在犬用鼻内疫苗中安全使用多年的病毒载体，基于此开发的鼻内新冠疫苗CVXGA系列已进入临床研究阶段，并显示出良好的安全性与初步效力。
本项研究聚焦于针对最新流行的Omicron KP.2变异株的更新版疫苗——CVXGA50。为了评估其潜力，研究人员在小鼠和仓鼠两种动物模型中，系统地比较了CVXGA50与已获批准的KP.2 mRNA疫苗的免疫原性和保护效力。令人惊讶的是，尽管CVXGA50在几种小鼠模型中引发的血清特异性IgG和中和抗体水平远低于mRNA疫苗，甚至有时检测不到，但它却能完全保护K18-hACE2转基因小鼠免受KP.2同源毒株的攻击，并显著减轻WA1异源致死性攻击带来的伤害。在更贴近人类疾病的仓鼠模型中，CVXGA50则展现出了强大的体液免疫应答，能诱导高水平的血清抗体，并对攻击提供完全保护。这些发现共同指向一个关键结论：对于这种鼻内PIV5载体疫苗，血清中和抗体并非其发挥保护作用的主要机制，而细胞免疫和潜在的黏膜免疫应答可能扮演了更关键的角色。该研究成果发表在疫苗学领域的重要期刊《Vaccine》上。
在方法学上，本研究采用了标准的反向遗传学技术，在无血清Vero细胞中成功拯救并表征了表达KP.2刺突蛋白的PIV5重组病毒CVXGA50。研究主要在两种核心动物模型中进行：模拟重症的K18-hACE2转基因小鼠和更能模拟人类疾病的叙利亚金黄仓鼠。免疫方案包括在无免疫背景（na?ve）和模拟人群普遍存在的预先免疫（pre-immune，用低剂量WA1 mRNA疫苗模拟）状态下的同源/异源初免-加强免疫。评估指标全面，涵盖通过酶联免疫吸附试验检测血清特异性IgG抗体，通过聚焦减少中和试验测定中和抗体滴度，通过酶联免疫斑点试验分析脾细胞分泌IFN-γ的水平以评估细胞免疫，以及通过攻毒实验后的体重变化、生存率和肺组织病毒载量来评价疫苗保护效力。
2.1. CVXGA50的构建与体外表征
研究人员通过反向遗传学成功构建了CVXGA50病毒，其生长特性和在感染细胞中表达KP.2刺突蛋白的能力与表达WA1株刺突蛋白的对照病毒CVXGA1相似。这表明疫苗构建成功，且KP.2刺突蛋白的插入没有影响病毒的基本复制功能。
2.2. CVXGA50在预免疫C57BL/6J小鼠模型中的细胞免疫反应
在模拟人群预先免疫状态的小鼠模型中，尽管CVXGA50加强免疫后，血清抗KP.2 IgG抗体水平的升高不显著，但观察到了更强的细胞免疫反应趋势。相比之下，CVXGA1和KP.2 mRNA疫苗加强则能显著提升抗体和细胞免疫应答。这初步提示CVXGA50可能具有不同的免疫激发模式。
2.3. CVXGA50在K18-hACE2小鼠中产生较低的血清抗KP.2 IgG抗体滴度
在K18-hACE2小鼠中，无论是初次免疫还是预先免疫后加强，CVXGA50诱发的血清抗KP.2 IgG和中和抗体水平均显著低于KP.2 mRNA疫苗组，部分动物甚至检测不到中和抗体。这明确证实了CVXGA50在该小鼠模型中诱导系统性体液免疫反应的能力较弱。
2.4. CVXGA50在缺乏可检测中和抗体的情况下保护K18-hACE2小鼠免受KP.2攻击
尽管体液免疫反应弱，但攻毒实验出现了反转。所有接种了CVXGA50的小鼠在KP.2病毒攻击后均存活，且肺部病毒滴度和病毒RNA载量均得到极显著降低，与高效价的mRNA疫苗组保护效果相当甚至更优。这一结果强有力地证明，血清中和抗体并非CVXGA50提供保护的主要机制。
2.5. CVXGA50保护K18-hACE2小鼠免受致死性异源WA1攻击
为了检验其广谱保护性，研究人员用异源的WA1原始毒株攻击接种了CVXGA50的小鼠。结果显示，CVXGA50免疫组小鼠仅出现轻微体重下降，全部存活，且肺部病毒载量显著低于未免疫对照组。虽然其保护效果略弱于表达同源WA1刺突蛋白的CVXGA1疫苗，但仍然有效。这表明CVXGA50能诱导产生针对保守表位（如T细胞表位）的免疫反应，从而提供交叉保护。
2.6. CVXGA50在仓鼠中产生强烈的抗体反应并完全防止KP.2攻击
与小鼠模型的结果形成鲜明对比，在仓鼠模型中，CVXGA50能够诱导高水平的血清抗KP.2 IgG和中和抗体。攻毒后，接种CVXGA50的仓鼠肺部完全检测不到感染性病毒，病毒RNA载量也极低。这揭示了CVXGA50的免疫反应存在显著的物种差异，并提示仓鼠可能是评估此类黏膜疫苗更合适的模型。
综上所述，这项研究得出了几个关键结论与重要洞见。首先，PIV5载体的鼻内新冠疫苗CVXGA50能在血清抗体反应不强的情况下，通过其他免疫机制（如细胞免疫和黏膜免疫）为小鼠提供针对同源和异源毒株的完全保护。这挑战了以血清中和抗体滴度作为唯一或主要保护性关联指标的传统观念，尤其对于黏膜疫苗的评价体系提出了新的思考。其次，该疫苗在不同动物模型（小鼠与仓鼠）中展现出迥异的体液免疫应答模式，凸显了使用多种动物模型进行疫苗评估的必要性，也说明仓鼠模型可能更适合预测该类疫苗在人体中的部分免疫效果。最后，CVXGA50能够在已有免疫背景的动物中作为有效的加强针，提升免疫反应并提供保护，这为其在现实世界中已普遍存在预存免疫力的人群中的应用提供了临床前依据。
本研究的深刻意义在于，它不仅推进了针对流行变异株（KP.2）的下一代疫苗研发，更重要的是，它揭示了鼻内PIV5载体疫苗一种独特且高效的保护机制。这种不依赖于高强度血清中和抗力的保护模式，可能有助于克服因病毒抗原漂移导致的免疫逃逸，为实现更持久、更广谱的防护提供了新策略。研究结果支持继续推进CVXGA50的临床评估，并有望为未来开发应对不断变异的呼吸道病原体的黏膜疫苗树立新的标杆。
