《Microbiology Spectrum》：A lipid nanoparticle-based mRNA vaccine elicits immunity against porcine circovirus type 2 in mice
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本文報道了一項針對豬圓環病毒2型（PCV2）的新型mRNA-LNP（脂質納米顆粒）疫苗的研發與評估。研究通過編碼PCV2的主要免疫原——衣殼（Cap）蛋白，在小鼠模型中成功誘導了高水平的中和抗體和強烈的Th1偏向型細胞免疫應答（包括CD8+T細胞、CD4+T細胞及濾泡輔助性T細胞等），其免疫原性優于傳統的重組Cap亞單位疫苗。聯合CpG ODN（寡脫氧核苷酸）佐劑可進一步增強免疫效果，且未影響疫苗的安全性。該研究為開發能夠克服現有疫苗局限性的新型獸用疫苗提供了有力證據。
設計與體外表征
研究設計并構建了編碼PCV2全長衣殼（Cap）蛋白的mRNA疫苗。該mRNA構建體包含5' cap1結構、優化的非翻譯區（UTR）以及聚腺苷酸（poly(A)）尾，以增強穩定性和翻譯效率。通過微流控技術將mRNA封裝入脂質納米顆粒（LNP），表征結果顯示，形成的mRNA-LNP顆粒平均流體動力學直徑約為100納米，粒徑分布均勻（多分散指數PDI為0.210）。透射電鏡（TEM）圖像證實了顆粒的球形形態和結構完整性。體外轉染HEK-293T細胞的實驗通過蛋白質印跡法（Western blot）證實了Cap蛋白的表達。此外，研究還通過免疫信息學方法預測了Cap蛋白中潛在的B細胞和T細胞表位，為后續免疫評價提供了依據。
PCV2 Cap mRNA-LNP在小鼠體內誘導強烈的體液和細胞免疫應答
在BALB/c小鼠模型中，研究人員評估了mRNA-LNP疫苗的免疫原性。與重組Cap蛋白加Al(OH)3佐劑的亞單位疫苗及PBS對照組相比，mRNA-LNP疫苗誘導了顯著更高的PCV2特異性IgG抗體滴度（幾何平均滴度GMT = 1:18,379）和病毒中和抗體滴度（GMT = 1:141）。在細胞免疫方面，流式細胞術分析顯示，接種mRNA-LNP疫苗的小鼠脾臟中抗原特異性CD4+T細胞和CD8+T細胞的頻率顯著增加。同時，在引流淋巴結中，生發中心（GC）B細胞和濾泡輔助性T（Tfh）細胞的群體也顯著擴增。酶聯免疫斑點（ELISpot）實驗進一步證實，該疫苗能誘導強烈的抗原特異性干擾素-γ（IFN-γ）分泌反應。這些結果表明，mRNA-LNP疫苗能夠激發全面且平衡的適應性免疫應答。
CpG ODN佐劑增強PCV2 Cap mRNA-LNP的免疫應答
為了進一步提升疫苗效果，研究探索了聯合使用Toll樣受體9（TLR9）激動劑CpG ODN作為佐劑。與單獨使用mRNA-LNP疫苗相比，聯合CpG ODN佐劑的組別誘導了更強的體液免疫應答，其Cap特異性IgG抗體滴度（GMT = 1:38,803）和中和抗體滴度（GMT = 1:192）均顯著更高。在細胞免疫層面，聯合佐劑也進一步提高了抗原特異性CD4+T細胞、CD8+T細胞、GC B細胞和Tfh細胞的頻率，并增強了IFN-γ的分泌。這些數據表明，CpG ODN能有效增強mRNA-LNP疫苗的免疫原性。
疫苗安全性評價
通過對小鼠進行單次高劑量腹腔注射的急性毒性評估，考察了mRNA-LNP疫苗（含或不含CpG ODN佐劑）的安全性。血清生化分析顯示，各組的肝功能指標（如ALT、AST）和脂質代謝指標（如TG、TC）均處于正常范圍，與PBS對照組無顯著差異。主要器官（心、肝、脾、肺、腎）的大體解剖觀察和蘇木精-伊紅（H&E）染色組織病理學檢查均未發現異常病變。結果表明，該mRNA-LNP疫苗平臺具有良好的生物相容性和安全性。
討論與結論
本研究成功開發并評估了針對PCV2的mRNA-LNP疫苗候選物。與傳統的亞單位疫苗相比，該疫苗在小鼠模型中展現出更優越的免疫原性，能夠誘導高水平的中和抗體和強大的Th1極化細胞免疫應答。這種全面的免疫應答可能歸因于內源性抗原表達促進了正確的蛋白折疊和構象表位呈現，以及LNP遞送系統固有的佐劑特性。盡管在本次研究中，CpG ODN的加入帶來了顯著的免疫增強，但也提示mRNA-LNP本身可能已能誘導接近最大化的免疫反應。該研究證明了mRNA技術作為一種快速、可擴展的疫苗平臺在應對重要畜禽疾病方面的巨大潛力，為后續在目標動物（豬）中進行保護效力評估奠定了堅實的臨床前基礎。
