突破性研究：以 SARS-CoV-2 为载体的鼻用双价疫苗，为新冠与呼吸道合胞病毒防控开辟新路径
近月，国际**期刊《Science Advances》发表了一项里程碑式研究成果 —— 科研团队成功将 SARS-CoV-2（新冠病毒）奥密克戎 JN.1 变异株改造为减毒活病毒载体，进而研发出全球首个针对新冠病毒与呼吸道合胞病毒（RSV）的鼻用双价疫苗。该研究不仅填补了冠状病毒在疫苗载体领域的应用空白，更为多种呼吸道病原体的联合防控提供了创新解决方案。
图片：Pexel-Pavel Danilyuk
自新冠疫情暴发以来，SARS-CoV-2 的进化从未停歇。即便疫情进入流行阶段，奥密克戎 JN.1 及其衍生变异株仍在全球范围内占据主导地位。现有肌肉注射型新冠疫苗虽能降低重症与死亡风险，却因无法在呼吸道黏膜形成有效免疫屏障，难以阻止病毒的感染与传播，这使得新冠病毒的持续传播与反复感染成为常态。
与此同时，RSV 作为婴幼儿、老年人及免疫功能低下人群急性呼吸道感染的主要诱因，每年都会引发大规模的健康危机。尽管已有 mRNA 和蛋白型 RSV 疫苗获批应用，但这类疫苗不仅需通过肌肉注射给药，还存在引发免疫相关不良反应的隐患。此前 Moderna 在巴拿马开展的婴幼儿 RSV 疫苗临床试验中，部分接种儿童出现严重呼吸道疾病，这一事件更凸显了研发更安全、高效的黏膜型 RSV 疫苗的迫切需求。
传统冠状病毒反向遗传系统因受限于基因组庞大、序列不稳定等问题，构建周期往往长达数月，严重制约了疫苗研发效率。本研究团队创新性地开发出酵母同源重组系统，将 SARS-CoV-2 JN.1 基因组拆分为 7 个重叠片段，借助酵母细胞内的同源重组机制，仅需 10 天就能组装出完整的感染性 cDNA 克隆，3 周内即可完成高滴度病毒的制备。这一系统不仅大幅缩短了载体构建周期，还能灵活实现基因的插入、缺失与突变，为后续疫苗的精准设计奠定了技术基础。
为将新冠病毒改造为安全可靠的疫苗载体，研究团队采用多维度减毒设计，对病毒的关键功能区域进行精准调控：
nsp16 蛋白突变：nsp16 作为病毒 RNA 核糖 2'-O 甲基转移酶，可通过修饰病毒 mRNA 帽结构帮助病毒逃避宿主先天免疫。研究团队将其催化结构域的特定氨基酸突变后，病毒的免疫逃逸能力显著下降，复制效率也大幅降低。
刺突蛋白切割位点缺失：新冠病毒刺突蛋白（S 蛋白）上的弗林蛋白酶切割位点是病毒高效传播与致病的核心。删除该位点后，S 蛋白无法正常切割，病毒在人体呼吸道上皮细胞中的传播能力显著减弱，且失去了通过气溶胶传播的可能。
转录调控序列修饰：冠状病毒依赖保守的转录调控序列（TRS）实现亚基因组 RNA 合成。研究团队对 TRS 序列进行改造，使疫苗病毒与野生型新冠病毒无法发生有效重组，从源头杜绝了因基因重组导致的毒力回复风险。
辅助蛋白缺失：ORF6、ORF7、ORF8 等辅助蛋白是新冠病毒调控宿主免疫应答的重要 “工具”。删除这些蛋白后，病毒的致病性大幅降低，在实验动物肺部的复制能力显著下降，且不会引发明显的肺部炎症。
通过上述组合式减毒改造，团队成功构建出多个减毒载体株，其中 rJN.1-D130A-dFCS 在实验动物模型中表现**，既无致病性，又能有效诱导免疫应答。
在减毒载体的基础上，研究团队将 RSV 的 “非功能型稳定前体融合蛋白”（RSVF）基因插入病毒核衣壳蛋白（N）上游，并借助猪捷申病毒 2A 肽（P2A）的作用，实现 RSVF 与 N 蛋白的独立表达。这种设计具有双重优势：一方面，RSVF 因缺失跨膜结构域，不会被整合到新冠病毒颗粒中，避免了 “功能获得性” 风险；另一方面，RSVF 的前体融合蛋白构象使其诱导中和抗体的能力远超天然融合蛋白。
最终构建的 rJN.1-D130A-dFCS-RSVF 双价疫苗，在细胞实验中可高效分泌 RSVF 蛋白，且经过多次传代后，插入的 RSVF 基因仍能保持稳定，为疫苗的规模化生产提供了保障。
新冠病毒 JN.1 型减毒活疫苗的合理设计
（A）引入SARS-CoV-2 JN.1基因组以产生LAV的基因修饰示意图。修饰包括 nsp16 中的 D130A，其中天冬氨酸在 nsp16 的 KDKE 基序中被丙氨酸取代，以使其 RNA 核糖 2′-O MTase 活性失活;dFCS表示S蛋白中FCS（RRAR）的缺失;dORF6-8代表ORF6、ORF7和ORF8的缺失;mTRS 代表位于 SARS-CoV-2 基因组 5' 端和每个 ORF 上游的 TRS 的修饰。星号 （*） 表示将遗传标记 （T4303C） 引入 nsp3，从而消除了 Tru1l 位点。
（B）Vero E6-TMPRSS2-T2A-ACE2细胞上SARS-CoV-2 LAV的斑块形态。将细胞感染每种病毒，在 37°C 下孵育 48 小时，然后用 1% 结晶紫固定并染色。显示了斑块表型的代表性图像。
（C） 斑块大小的量化。从每种病毒中随机选择10个斑块，并使用ImageJ软件测量其大小。
（D） Vero E6-TMPRSS2-T2A-ACE2 细胞中 SARS-CoV-2 LAV 的细胞病变效应 （CPE） 进展。细胞以 0.01 的感染多重度 （MOI） 感染每种病毒。在指定的时间点，固定细胞，并通过显微镜捕获CPE。
（E）病毒滴度。Vero E6-TMPRSS2-T2A-ACE2 细胞被每种病毒感染，MOI 为 0.01。当观察到**CPE时（WT-JN.1、rJN.1-D130A和rJN.1-D130A-dFCS为48小时，rJN.1-D130A-dFCS-dORF6-8和rJN.1-mTRS-D130A-dFCS为60小时），收获细胞培养上清液，通过斑块测定进行病毒滴定。采用单因素方差分析（ANOVA）分析数据（n.s.，不显著;*P < 0.05;**P < 0.01;***P < 0.001;****P < 0.0001）。
在人支气管上皮细胞（HBE）模型中，rJN.1-D130A-dFCS-RSVF 的复制能力显著弱于野生型新冠病毒，仅在少数纤毛细胞中能检测到病毒抗原。在仓鼠模型中，接种疫苗后 3 天，实验动物肺部的病毒滴度远低于野生型病毒感染组，且肺部仅出现轻微炎症，无明显肺泡损伤；接种 7 天后，仓鼠鼻腔与肺部的传染性病毒均降至检测下限，证明该疫苗具有自限性复制的特性，安全性得到充分验证。
单次鼻内接种 rJN.1-D130A-dFCS-RSVF 后，仓鼠体内产生了强劲的免疫应答。在体液免疫方面，接种 3 周后，仓鼠血清中针对新冠病毒 S 蛋白和 RSVF 的特异性抗体滴度显著升高，且这些抗体能有效中和新冠病毒 JN.1 变异株与 RSV A 型毒株；在黏膜免疫方面，支气管肺泡灌洗液中也检测到高滴度的特异性 IgA 抗体，这种黏膜抗体可在呼吸道表面形成 “**道防线”，直接阻断病毒入侵。
相比之下，过度减毒的 rJN.1-mTRS-D130A-dFCS-RSVF 因复制能力过弱，仅少数仓鼠能产生微弱的免疫应答，这也证明 “适度减毒” 是平衡疫苗安全性与免疫原性的关键。
接种疫苗 4 周后，研究团队用新冠病毒 JN.1 变异株和 RSV A 型毒株分别攻击实验仓鼠。结果显示，在新冠病毒攻击组中，接种 rJN.1-D130A-dFCS-RSVF 的仓鼠肺部与鼻腔内均未检测到病毒，肺部也无明显病理损伤；而未接种疫苗的对照组仓鼠肺部病毒载量高，出现严重的间质性肺炎。在 RSV 攻击组中，接种疫苗的仓鼠肺部 RSV 滴度接近检测下限，无明显支气管炎症；对照组则出现大量病毒复制与严重的肺部炎症。这一结果表明，该双价疫苗能为实验动物提供针对新冠病毒与 RSV 的完全保护，且无免疫增强风险。
这项研究的价值不仅在于成功研发出一款新型鼻用双价疫苗，更在于开辟了冠状病毒载体的应用新方向。与传统病毒载体相比，SARS-CoV-2 载体具有三大显著优势：其一，可容纳多个外源基因，未来有望开发出针对新冠、RSV、流感等多种呼吸道病原体的多价疫苗；其二，通过快速更换刺突蛋白，能够有效应对新冠病毒变异株的免疫逃逸；其三，鼻内接种方式便捷易行，无需专业医护人员操作，更适合在资源有限地区推广应用。
目前，研究团队已就酵母重组系统及疫苗候选株申请专利。下一步，团队将重点优化载体的 “减毒 - 免疫原性平衡”，并推进临床试验，验证疫苗在婴幼儿、老年人等重点人群中的安全性与有效性。正如研究通讯作者所言，这款疫苗不仅为新冠与 RSV 的防控提供了新工具，更代表了一种全新的疫苗研发思路 —— 利用病原体自身特性，将其转化为守护人类健康的 “武器”。
在呼吸道传染病频发、病原体不断进化的当下，这项研究为全球公共卫生防控提供了创新思路与技术支撑，有望在未来改变呼吸道疾病的防控格局，为更多人群提供更全面、更便捷的健康保护。
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