COVID-19 delta/omicron mRNA vaccine (Argorna)

2022年9月14日，国际著名学术期刊《Cell Research》报道了中国科学院高福院士、戴连攀研究员、王奇慧研究员联合团队在新冠肺炎mRNA疫苗研究领域的重要进展，题目为《mRNA vaccines expressing homo-prototype/Omicron and hetero-chimeric RBD-dimers against SARS-CoV-2》，成为继新冠病毒重组蛋白疫苗后的又一重要进展。新冠肺炎疫情发生后，高福院士团队基于对中东呼吸系统综合征冠状病毒（MERS-CoV）疫苗的研究经验，提出了β冠状病毒S蛋白的RBD二聚体疫苗设计理念，并将这一理念应用于新冠病毒疫苗的研发中，发现将新冠病毒RBD二聚体抗原免疫小鼠血清的中和抗体滴度显著高于单体RBD的免疫效果1。基于该理念，中科院微生物所高福院士团队与智飞生物联合开发了新冠肺炎重组蛋白疫苗ZF2001，当前已经获批在中国紧急使用和附条件上市，在乌兹别克斯坦、印度尼西亚和哥伦比亚也已获批紧急使用，成为全球首款获批使用的新冠重组蛋白疫苗。然而，顽固的新冠病毒不断发生变异，对基于早期毒株研发的疫苗和抗体产生了免疫逃逸，为全球公共卫生带来了严峻挑战。与S蛋白疫苗不同，高福院士团队提出的将RBD串联的疫苗研发策略可以将多个不同亚型新冠病毒突变株的RBD串联起来，覆盖多个重要突变株的核心免疫原。团队设计的Delta-Omicron嵌合RBD二聚体抗原在预防多种新冠病毒变异株中显示出非常好的效果2，以该抗原开发的新一代重组蛋白疫苗也已完成了临床前研究。mRNA疫苗作为新一代生物医学技术深受关注3，目前国际上最广泛使用的两款新冠mRNA疫苗（Pfizer/BioNTech的BNT162b2和Moderna的mRNA-1273）均以新冠病毒表面的S蛋白作为抗原。高福院士团队利用mRNA疫苗技术平台，构建了表达新冠原型病毒RBD二聚体的mRNA疫苗，发现疫苗诱导强烈的抗体反应和Th1细胞免疫反应，攻毒实验显示出良好的保护效果，对病毒感染及肺炎具有显著的预防作用。为更高效的预防变异株，研究者们进一步设计了表达Omicron变异株RBD二聚体以及异源的Delta-Omicron嵌合RBD二聚体的mRNA疫苗，发现Delta-Omicron mRNA疫苗比同型的RBD二聚体疫苗诱导对新冠毒株中和作用更加广谱的免疫反应。此外，在已经免疫两针原型病毒RBD二聚体蛋白疫苗近一年的小鼠体内进行第三针加强，其诱导比同型的Omicron RBD二聚体疫苗更强的免疫反应。这些结果表明Delta-Omicron mRNA疫苗作为加强针使用具有强大的优势。中国科学院大学存济医学院院长、中国科学院微生物研究所高福院士，中国科学院微生物研究所戴连攀研究员、王奇慧研究员为本研究的共同通讯作者。中科院大学存济医学院博士生韩雨旋和安亚玲、安徽大学与中国科学院微生物研究所联合培养硕士研究生陈茜、中科院北京生命科学研究院助理研究员徐坤、山东大学公共卫生学院与中科院北京生命科学研究院联合培养博士生刘雪媛为研究论文的共同第一作者，本研究与德国BioNTech公司 Uğur Şahin团队合作完成。该项目得到了国家重点研发计划项目、国家自然科学基金（面上及优青）、比尔及梅琳达·盖茨基金会、中国科学院基金等经费支持。论文地址：https://www.nature.com/articles/s41422-022-00720-z参考文献：1. Dai L. et al. A universal design of betacoronavirus vaccines against COVID-19, MERS, and SARS. Cell. 2020. 182(3):722-7332. Xu K. et al. Protective prototype-Beta and Delta-Omicron chimeric RBD-dimer vaccines against SARS-CoV-2. Cell 185(13):2265-22783. Gao.G.F. Science-based COVID-19 vaccine development. National Science Review. 2021.8(10).