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近期，中國科學院武漢病毒研究所胡楊波研究員和陳士云研究員團隊在國際學術期刊Nature Communications發表了題為“Engineered probiotic Escherichia coli elicits immediate and long-term protection against influenza A virus in mice”的研究論文。該研究為開發廣譜抗流感病毒和其他呼吸道病毒的黏膜疫苗提供了新的策略。
流感病毒感染嚴重威脅人類健康，是全球面臨的重大公共衛生問題。現有季節性流感疫苗僅能提供針對特定毒株的有限保護，迫切需要“通用”流感疫苗來提供針對不同亞型流感病毒的有效保護。此外，目前的疫苗需要多次接種激活宿主免疫應答發揮保護效果，需要一種接種后便可提供即時保護的疫苗。
本研究發現人體益生菌Escherichia coli?Nissle 1917（EcN）滴鼻免疫后，可激活一系列干擾素、白介素和趨化因子等肺部先天免疫應答，并發現在接種后1天后就可以產生對致死劑量流感病毒的完全保護。血常規、細菌計數、病理檢測等均表明滴鼻接種EcN載體疫苗具有良好的安全性，證明EcN是一種可以開發為針對呼吸道病毒的候選疫苗載體。
基于上述結果，研究團隊在EcN中外源表達和分泌來自不同流感病毒亞型的保守抗原M2e，構建了流感病毒的EcN-5M2e活菌疫苗。采用Balb/c小鼠模型鼻腔接種EcN-5M2e活菌疫苗，可檢測到高滴度的M2e抗原特異性IgG抗體和黏膜IgA抗體，并能夠顯著減輕小鼠的體重下降、大幅度降低小鼠肺部的病毒載量、顯著改善肺部的病理損傷程度，完全保護小鼠抵御多種甲型流感病毒毒株的致死性感染。在EcN-5M2e活菌候選疫苗免疫180天后，小鼠體內仍可以檢測到較高水平的IgG抗體和黏膜IgA抗體，且仍能對H1N1流感病毒的致死性感染提供完全保護（圖1）。
本研究構建的EcN-5M2e活菌候選疫苗滴鼻接種后24小時內即可激活宿主天然免疫提供即時保護，同時能特異性誘導宿主適應性免疫提供長效保護。該候選疫苗具有可快速生產和運輸、儲存方便、可鼻噴自我接種等優點，有望開發為一種新型黏膜疫苗遞送系統，抵抗流感病毒和其他具有可能導致大流行的呼吸道病毒感染。
武漢病毒所博士研究生黃嶺和實驗師唐薇為該論文的共同第一作者，胡楊波研究員和陳士云研究員為該論文的共同通訊作者。該研究獲得中國科學院青年交叉團隊和湖北省青年拔尖人才培養計劃的資助。
論文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41467-024-51182-3
圖1 一種廣譜抗流感病毒黏膜活菌疫苗的構建與免疫保護評價