：2022-2024年期间，猴痘在全球110多个国家爆发，引发的症状包括高热、皮疹、淋巴结肿大，重症可致肺炎或脑炎，病死率达0.1-10%。FDA有条件批准天花疫苗用于预防猴痘，但现有疫苗仍存在安全性隐患，且难以应对猴痘病毒的免疫逃逸突变。

2025年3月，深圳湾实验室传染病研究所太万博研究员与清华大学程功教授团队联合在Nature Communications发表研究论文：An mRNA vaccine against monkeypox virus inhibits infection by co-activation of humoral and cellular immune responses。该研究系统地筛选了猴痘病毒33种表面蛋白，确定了 12 种关键中和抗原，通过组合多种关键抗原（Mix-12）与细胞免疫靶向抗原（MPX-EPs），构建了一种多抗原表位的mRNA猴痘疫苗，在小鼠和转基因恒河猴模型中实现完全保护，为应对猴痘大流行提供了一种全新策略。


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研究背景

与其他正痘病毒（Orthopoxvirus）类似，猴痘病毒可产生2种具有感染性的病毒粒子，一种是细胞内成熟病毒粒子（IMV或MV），包含M1R、E8L、A29L等抗原。另一种是细胞外包膜病毒粒子（EEV或EV），抗原包括A35R、B6R等。鉴于猴痘病毒基因组大，单一表面蛋白作为疫苗靶点难以提供完全保护，以上多种抗原的覆盖可能是应对猴痘病毒免疫逃逸的关键。

在早期针对新冠病毒mRNA疫苗的研究中，太万博研究员首次提出了“细胞免疫表位富集区”概念，利用体液-细胞免疫协同激活的免疫平衡策略指导疫苗设计。本项研究中，太万博研究员将这一策略应用在了猴痘mRNA疫苗的设计中。


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研究方法与结果


2.1 猴痘病毒表面关键抗原的筛选

研究人员覆盖了猴痘病毒两种颗粒（EV包膜病毒和MV成熟病毒）的33种表面蛋白，作为疫苗开发的潜在抗原靶点。他们通过mRNA-LNP技术表达33种病毒抗原，以12μg的剂量免疫BALB/c小鼠后检测中和抗体，评估标准为：若 50倍稀释血清后对MPXV感染的抑制率超过60%，则认为相应抗原具有较强的诱导中和抗体能力。

研究最终筛选出12个关键抗原，并将其分为三组：高中和效力（A29、M1、B6和A35）、中等中和效力（H3、A17、A30和H2）和低中和效力（A28、A21、G2和I2）。其中A35和B6来源于EV包膜病毒，其他来源于MV成熟病毒。

2.2 多抗原mRNA疫苗的设计和验证

为应对单一表面蛋白作为疫苗靶点的有限保护效力，研究人员设计了 4 价（Mix-4）、8 价（Mix-8）和 12 价（Mix-12）的 mRNA 疫苗，分别编码4种、8种或12种病毒抗原（筛选原则是中和效力的强度）。

BALB/c 小鼠免疫结果显示，Mix-12 免疫组诱导的中和抗体滴度最高，Mix-4 组最低，且所有多组分疫苗诱导的中和抗体滴度均高于单一抗原。结果验证了多组分mRNA疫苗的设计增强了免疫反应。

2.3 细胞免疫强化mRNA疫苗的设计和验证

为增强细胞毒性T淋巴细胞（CTL）介导的免疫反应（细胞免疫），研究人员构建了MPX-EP。具体方法是将预测的CTL表位富集肽用 A-A-Y 基序连接，并在肽的N端添加泛素（Ub）序列，C端添加V5标签序列。使用MPX- EP mRNA（3μg/剂量, 肌肉注射）免疫HLA-A*02:01/DR1转基因小鼠，激活T细胞反应。单一接种MPX-EP mRNA的小鼠，肺部病毒载量降低。该数据证明了针对细胞免疫的mRNA疫苗可独立提供保护效力。

随后使用Mix-12 mRNA与MPX-EP mRNA免疫人源化小鼠（HLA-A*02:01/DR1），验证体液免疫与细胞免疫的协同效应。结果显示，联合免疫组（MPX-m-Mix）小鼠肺部未检测到病毒感染，肺组织病理变化不明显，且保护效果优于基于蛋白、肽的联合免疫组（MPX-p-Mix）。


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结语

该研究有以下创新点：① 在常规以“体液免疫”为主要出发点的mRNA疫苗构建中，全面筛选了33种猴痘病毒表面抗原，最终的mRNA构建体覆盖了12个靶点，具有增强的中和抗体反应。② 在体液免疫的基础上，创新性联合“细胞免疫抗原表位”，进一步提高了mRNA疫苗的保护效力。

参考文献

[1] [1] Tai W, Tian C, Shi H, Chai B, Yu X, Zhuang X, Dong P, Li M, Yin Q, Feng S, Wang W, Zhang O, Liang S, Liu Y, Liu J, Zhu L, Zhao G, Tian M, Yu G, Cheng G. An mRNA vaccine against monkeypox virus inhibits infection by co-activation of humoral and cellular immune responses. Nat Commun. 2025 Mar 26;16(1):2971. doi: 10.1038/s41467-025-58328-x.

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撰写| 工程菌星球

校稿| Gddra编审| Hide / Blue sea

编辑 设计| Alice