疫苗被认为是阻止新冠肺炎大流行和帮助恢复全球经济的最有效方法之一。上海交通大学和复旦大学的一个联合研究小组最近设计了一种新冠肺炎mrna疫苗。该疫苗通过模拟冠状病毒的表面蛋白和内部核酸，结合了灭活疫苗和mrna疫苗的功能，为全球抗疫提供了一个全新的疫苗平台。这种名为shacovacc的疫苗，在一次注射后就能诱导强烈的尖峰特异性体液免疫反应，并具有有效的中和活性。

值得注意的是，目前还没有关于mrna新冠肺炎疫苗的动物实验的详细数据披露，该团队提供的数据也是世界第一。上述研究来自当地时间5月15日的“单剂量sars-cov-2模拟粒子疫苗诱导强效中和活性”。研究人员分别来自上海交通大学、复旦大学、上海本道基因科技有限公司、国家北京药品安全评价研究中心和贵州医科大学。本研究的通讯作者是复旦大学基础医学院研究员英、复旦大学附属上海眼耳鼻喉科医院副主任医师洪、上海交通大学系统生物医学研究所研究员蔡。

为了在不引起感染的情况下产生天然免疫原，研究人员将mrna尖峰注射到病毒模拟颗粒(vsps)中，vsps来源于慢病毒颗粒。研究人员还修改了病毒模拟粒子表面的尖峰蛋白。本研究对新疫苗平台的mrna拷贝数、糖基化状态、转导效率和先天免疫特征进行了表征。

重要的是，研究表明shacovacc可以通过单次注射诱导强烈的尖峰特异性体液免疫反应，并具有有效的中和活性。此外，研究人员使用肽微阵列来揭示尖峰特异性抗体的表位，并揭示对特异性中和抗体敏感的表位。这些结果支持shacovacc作为新冠肺炎的候选疫苗，可以进一步开发，病毒模拟颗粒可以作为新出现的传染病的疫苗平台。

在过去的几十年里，许多疫苗平台已经被批准用于市场或临床试验。减毒活疫苗是一种弱化的病原体，可引起强烈的体液和细胞免疫反应，但也有感染的风险，尤其是对免疫功能低下的人群。灭活疫苗可以杀死结构完整的病原体，破坏其遗传物质，所以风险低，但效力也低。

蛋白质亚单位疫苗、dna疫苗和mrna疫苗通常是安全的，但很难从本质上反映病毒免疫原的构象结构。病毒样颗粒(vlp)是不完整的颗粒，其具有在其天然构象中显示病毒尖峰并触发构象依赖性中和抗体的能力。而与病原体更为相似的vlp，表面有尖峰结构，内部有编码抗原的核酸。目前尚不清楚哪种疫苗平台真正适合sars-cov-2，因此开发新的疫苗平台非常重要。由于中和抗体是在新冠肺炎患者康复期检测到的，模拟sars-cov-2的疫苗可以将抗原以几乎与真实病毒相同的方式转移到免疫系统，从而刺激类似的有效免疫反应。

研究人员通过在病毒模拟颗粒(vsp)中包裹尖峰蛋白并对其表面进行修饰，设计了一种候选疫苗。病毒模拟粒子模拟野生型sars-cov-2，其mrna和蛋白质以慢病毒粒子的形式存在。假设全长尖峰的表达可以在携带mrna的慢病毒颗粒的生产过程中实现。

为了将全长的spike mrna包装到病毒模拟颗粒中，研究人员还设计了一种spike构建体，该构建体在其转录本上表达具有6x ms2茎环的spike蛋白，通过与融合有ms2外壳的gagpol的相互作用，使spike mrna包装到病毒模拟颗粒中。

【/h/】同时，作为包膜蛋白，尖峰蛋白会自动组装到病毒模拟粒子的膜中。

【/h/】为了检查刺突蛋白mrna是否已经按照设计包装成慢病毒颗粒，研究人员进行了rt-qpcr，发现每个病毒模拟颗粒平均有3或4个刺突蛋白mrna拷贝。为了验证尖峰蛋白是否已经组装成病毒模拟颗粒及其糖基化状态，以idlv为对照进行了病毒模拟颗粒裂解物的蛋白质印迹分析。发现带有或不带有病毒模拟粒子突变的尖峰蛋白被成功修饰，并且可以装载更多的尖峰蛋白突变。

由于糖基化作用影响疫苗的免疫原性和免疫优越性，因此对病毒模拟颗粒表面的尖峰糖基化状态进行了实验检测。值得注意的是，在pngase f处理后s2带向下移动，表明病毒模拟颗粒上的尖峰蛋白被n-连接糖基化修饰，这与最近质谱揭示的sars-cov-2的发现一致。

接下来，研究人员将病毒模拟颗粒转导到293t细胞中，并评估尖峰蛋白的表达。感染后36小时收集细胞并通过蛋白质印迹分析。在这里，研究人员仍然观察到病毒模拟颗粒在293t细胞中的尖峰蛋白表达，这表明vsv-g被共组装成病毒模拟颗粒，从而扩大了它们的向心力。研究人员发现了两种主要的尖峰，它们可能是糖基化的全长单尖峰及其二聚体/三聚体形式。

此外，研究人员通过共聚焦分析证实转染或转导的293t细胞表达尖峰。为了检测病毒模拟颗粒的先天免疫特性，thp-1衍生的巨噬细胞被用作核酸传感模型。发现ⅰ型干扰素(ifn)、ifn刺激基因isg-15和维甲酸诱导基因没有显著增加i(rig-i)。因为带有尖峰的病毒模拟颗粒比野生型颗粒更有效地结合了尖峰mrna和蛋白质，研究人员选择它作为体内评估的候选疫苗(指定为shacovacc)。

为了获得shacovacc的免疫原性，研究人员将候选疫苗注射到c57bl/6j小鼠体内。接种疫苗后两周，进行酶联免疫吸附试验(elisa)以获得尖峰特异性igg。研究人员观察到尖峰特异性igg的显著诱导。

为了评估中和抗体的产生，编码萤火虫荧光素酶的尖峰假型hiv也被用于中和试验，一种成熟的假病毒中和试验。有趣的是，在这项研究中，单次注射shacovacc可以诱导针对sars-cov-2的立即有效的免疫反应，而灭活疫苗至少需要两到三次注射。

研究人员还使用了编码绿色荧光蛋白的尖峰假型慢病毒来转导Hh-7细胞。发现用来自接种小鼠的1∶40稀释血清预培养几乎完全消除荧光，这对于安慰剂组和阳性对照组是明显的。有趣的是，来自接种小鼠的血清不抑制vsv-g假型慢病毒在huh-7细胞中的转导，这表明中和抗体具有尖峰特异性。

t细胞免疫反应通常对疫苗控制病毒感染非常重要。然而，在新冠肺炎，细胞因子的过量产生与症状的严重程度有关。因此，研究小组认为，对于任何sars5 cov-2疫苗，细胞免疫必须谨慎。

在本研究中，T细胞免疫反应通过用棘突衍生肽池模拟脾细胞来评估。研究人员没有发现干扰素γ。白细胞介素-2的表达增加，表明沙科瓦克的棘突特异性细胞免疫反应不明显。这与最近对sars-cov-2灭活疫苗的研究一致，该疫苗具有保护作用，但接种恒河猴的淋巴细胞和关键细胞因子的百分比没有显著变化。此外，疫苗接种期间未发现shacovacc引起的体重下降，表明无明显毒性。

通过解剖接种的小鼠，我们可以进一步了解尖峰特异性抗体的线性表位特征。研究人员使用了一种新开发的肽微阵列，其中包含覆盖整个穗长的短肽。研究人员发现，在接种组中，对应于一些尖峰肽的信号强度是不同的，但是在用安慰剂治疗的小鼠中没有观察到信号。

研究小组还量化了针对s1结构域和受体结合结构域(rbd)的抗体的信号强度。接种小鼠的血清在这两个区域都激发了明显更高的信号，这与以前的酶联免疫吸附分析和中和测定的尖峰特异性抗体一致。

【/h/】为了获得表位全景图，他们绘制了所有接种小鼠的热图，发现每只接种小鼠的抗原决定簇特征不同。然而，研究还发现66.7%的接种小鼠有三个共同的表位(s2-22、s2-76和s2-83)。从回收的血清中提取的针对表位的抗体显示出很强的中和活性。值得注意的是，表位s2-76和s2-83为sars-cov和sars-cov-2所保守和共有。

总的来说，本研究通过模拟冠状病毒的表面蛋白和内部核酸，将灭活疫苗和mrna疫苗的功能结合起来，提供了一个新的疫苗平台。由于sars-cov-2的资源有限，研究人员无法用真正的病毒再感染接种过的动物。未来，研究人员将进一步揭示接种小鼠的表位概况和对特异性中和抗体敏感的表位，这可能有助于药物和抗体的开发。