新冠疫苗研发新策略――通用噬菌体展示多靶位疫苗

目前已有多种疫苗被开发用于预防新冠病毒感染。然而目前的研发平台大多集中于单一的靶点刺突蛋白，而且突变株的产生也使现有疫苗有效性降低，新型快速多靶位的疫苗研发方式亟待产生。近日，美国的研究团队利用CRISPR技术结合噬菌体工程开发了高通量的通用纳米疫苗研发平台。

研究者首先构建了携带CRISPR靶向新冠病毒靶基因、噬菌体基因的质粒，利用T4噬菌体感染，使目的基因插入噬菌体内，在多轮感染后实现多个目的基因的插入。同时借助SpyTag-SpyCatcher桥联技术，糖基化的三聚体刺突蛋白能够成功表达在T4衣壳表面。

图1：技术流程

研究者将分别新冠病毒核衣壳蛋白、抗原表位、RBD、刺突蛋白胞外端三聚体整合入T4噬菌体衣壳内，并优化了表达方式，使其能够高拷贝存在于噬菌体衣壳中。表达刺突三聚体的T4噬菌体能够有效结合人ACE2受体。

图2：核衣壳蛋白包装

研究者进一步在小鼠模型中探究了噬菌体疫苗在小鼠模型中的免疫原性和保护效力。ELISA试验表明递送新冠病毒基因的噬菌体本身不会诱导免疫反应，但表面展示的噬菌体纳米疫苗能够激发高水平的抗体滴度，不需要外加佐剂，其中刺突蛋白三聚体滴度最高，为1.5×106。噬菌体疫苗的免疫原性很大程度取决于蛋白构象，可溶RBD和重折叠RBD激发抗体水平都很低。

图3：疫苗免疫原性

噬菌体疫苗能够激发针对刺突蛋白/RBD、膜蛋白、核衣壳蛋白的高水平IgG1和IgG2a，因此能够同时刺激辅助T细胞TH1和TH2免疫。在细胞水平，噬菌体疫苗激发的抗体能够阻断RBD结合ACE2受体，且对活病毒具有中和效力。在小鼠模型中，RBD、刺突蛋白疫苗组都明显改善了病症，提高了生存率。在兔模型中也得到了类似的结论。

图4：疫苗改善生存率

文章来源：Science