7月13日,Cell 杂志在线发表了得克萨斯大学华人科学家史佩勇教授,美国华盛顿大学Michael Diamond教授,和国立健康研究所Theodore C. Pierson团队最新的研究进展。结果显示亚单位信使核糖核酸(mRNA)疫苗和减毒活疫苗均可以有效的预防寨卡病毒引起的先天性疾病。原文标题为 “Vaccine Mediated Protection Against Zika Virus-Induced Congenital Disease” 。
该合作团队中Michael Diamond教授课题组是世界上首个开发出针对寨卡病毒mRNA疫苗的课题组之一,史佩勇教授是世界上第一个开发出减毒活疫苗的课题组。

2015年以来,寨卡病毒在巴西等美洲国家持续传播。绝大多数寨卡病毒感染者症状温和,但孕妇感染寨卡病毒可能破坏胎儿大脑,导致新生儿小头症等缺陷。
在此项研究中,免疫过亚单位信使核糖核酸(mRNA)疫苗的雌性小鼠,与雄性小鼠交配后,在孕期中对雌性小鼠进行寨卡病毒的感染。(1)通过检测怀孕小鼠体内的寨卡病毒RNA发现,53%的怀孕小鼠得到了保护,表明mRNA疫苗均可以有效的防止寨卡病毒对雌性小鼠的胎盘的感染(2)通过进一步对小鼠胎儿体内的寨卡病毒RNA进行检测发现, 58%的小鼠胎儿未能检测到寨卡病毒RNA,表明亚单位mRNA疫苗能够大幅度降低寨卡病毒对胎儿小鼠的感染;(3)亚单位mRNA疫苗显著提高了胎儿小鼠的出生率(图一)。

图一 mRNA疫苗对怀孕小鼠及胎儿的保护作用
史佩勇教授课题组此次开发出了针对寨卡病毒的另一个减毒活疫苗。该疫苗通过对寨卡病毒非结构蛋白NS1的糖基化位点进行敲除,从而得到了毒力减弱的寨卡病毒。该疫苗可以很好的激发小鼠的免疫系统,从而对小鼠起到保护效果。同时初生小鼠实验和蚊子感染实验显示,该疫苗有着很好的安全性(图二)。

图二 减毒活疫苗对胎鼠的保护作用
免疫过NS1减毒活疫苗的雌性小鼠,与雄性小鼠交配后,在孕期中对雌性小鼠进行寨卡病毒的感染。结果显示,(1)通过对寨卡病毒的RNA进行检测发现,78%的怀孕小鼠的得到了保护,表明NS1减毒活疫苗的雌性小鼠mRNA也可以有效的防止寨卡病毒对雌性小鼠的胎盘的感染;2)通过对寨卡病毒的RNA进行检测发现,83%的胎儿小鼠没有检测到寨卡病毒的RNA,表明减毒活疫苗可大幅度降低寨卡病毒对胎儿小鼠的感染;(3)NS1减毒活疫苗显著提高了胎儿小鼠的出生率(图三)。

图三 减毒活疫苗对怀孕小鼠及胎儿的保护
来自于Michael Diamond教授研究组的Justin M. Richner,Brett W. Jagger, 史佩勇研究组的单超博士,Camila R. Fontes和Theodore C. Pierson研究组的Kimberly A. Dowd为论文的共同第一作者。Michael Diamond教授,史佩勇教授和Theodore C. Pierson教授为论文的通讯作者。
史佩勇教授简介

通讯作者之一史佩勇,目前任职于德克萨斯大学医学分部特聘教授,同时受聘为美国杜克大学-新加坡国立大学教授,中囯科学院武汉病毒所特聘研究员。
2015年寨卡疫情爆发以后,巴西卫生部下属位于帕拉州的埃万德罗·沙加斯研究院找到史佩勇教授寻求合作。史教授团队加班加点,与时间赛跑,在寨卡病毒和疫苗研究方面取得了一系列突破性成果。首个获得具有感染性的寨卡病毒克隆(Cell Host & Microbe, 2016);并建立了一种可以快速准确鉴定孕妇是否被寨卡病毒感染的检测方法,相比于传统的PRNT所需的7天,将样本的检测时间缩短的2天,大大缩短了检测周期(EbioMedicine,2017);通过对病毒基因组的3’非翻译区进行部分删除,并进一步改良获得了寨卡减毒活疫苗,小鼠实验验证了减毒活疫苗的安全性(Nature Medicine,2017)。
专家点评:
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梁国栋,中国疾病预防控制中心研究员。

2015年以来在巴西,哥伦比亚等美洲大陆多个国家和地区出现大量通过蚊虫传播的ZIKA病毒感染病例,目前已经在全世界数十个国家发现近200万ZIKA病毒感染病例或输入病例。大量研究显示孕妇感染ZIKA病毒可以引起胎儿的神经系统发育障碍(小头畸形等),而且ZIKA病毒还可以通过性途径传播和扩散。可见ZIKA病毒感染已经对公共卫生健康构成巨大威胁。由于缺少针对ZIKA病毒感染的特效治疗药物,因此研制预防孕期感染的ZIKA疫苗具有重要意义。
近日,Cell杂志发表了关于ZIKA病毒疫苗最新进展的文章”Vaccine Mediated Protection Against Zika Virus-Induced Congenital Disease”。该文章由美国华盛顿大学Michael Diamond教授,美国得克萨斯大学华人科学家史佩勇教授和美国国立健康研究院Theodore C. Pierson教授研究团队合作完成。文章介绍了两种ZIKA病毒疫苗,一种含病毒结构基因的亚单位mRNA疫苗( prM-E mRNA LNP vaccine),另外一种是含有NS1基因非糖基化的减毒型ZIKA病毒疫苗(live-attenuated ZIKV vaccine)。两种疫苗均可以在动物体内产生针对ZIKA病毒的中和抗体,有效保护ZIKA病毒对雌性孕期动物的攻击,从而使胎鼠免于ZIKA病毒感染进而提高胎鼠的出生率。以上研究是在国际上首次研制出的ZIKA病毒备选疫苗研究方案,疫苗研制成功后对提高人群对ZIKA病毒感染的免疫力,减少由于ZIKA病毒感染所引起的先天性小头畸形,以及阻断ZIKA病毒感染的母婴传播等均具有重大意义,因此具有重要的理论和实际应用价值。
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安静,首都医科大学基础医学院病原生物学系教授,博士生导师。

寨卡病毒(zika virus,ZIKV)于1947年首先在乌干达发现,在此后的数十年里,ZIKV活动比较隐匿。由于之人群感染ZIKV,80% 无明显不适,仅20% 呈现“流感”样症状,因而一直鲜为人知。但自2013年以来,ZIKV首先在法属波利尼西亚暴发,随即迅速蔓延至南美,致使全世界100多个国家受到威胁。ZIKV 的快速蔓延以及孕妇感染引起胎儿小头畸形和成人感染引起格林巴利综合征,引起了全球广泛关注,被WHO称为“严重的公共卫生事件”。尽管如此,目前尚无针对ZIKV的特异性预防措施和抗病毒药物。因而ZIKV疫苗的研究是近两年来本领域的热点。2017年上半年,美国华盛顿大学Michael Diamond教授课题组和得克萨斯大学史佩勇教授课题组先后报道了针对ZIKV的mRNA疫苗和减毒活疫苗。
近日,Michael Diamond、史佩勇和国立健康研究所Theodore C. Pierson的研究团队联合攻关,在著名学术刊物Cell杂志发表了题为 “Vaccine Mediated Protection Against Zika Virus-Induced Congenital Disease” 的论文,再次报道了ZIKV疫苗的最新的研究成果。结果表明:无论是修饰过的 mRNA疫苗还是减毒活疫苗均可诱导高水平的抗ZIKV中和抗体,降低大多数孕鼠血液内的病毒载量,阻断ZIKV跨胎盘传播,保护胎鼠免受病毒感染。该研究结果为ZIKV疫苗的问世和胎儿小头畸形的预防带来了曙光,具有重要的理论意义和良好的应用前景。




