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结核病仍是全球健康重大挑战,尽管卡介苗(BCG)广泛接种,其对青少年及成人的保护效果有限,亟需创新疫苗策略。

9月15日,贝斯以色列女执事医学中心Dan H. Barouch通讯在

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发表论文“Mining the CD4 antigen repertoire for next-generation tuberculosis vaccines”,通过系统体内筛选揭示了结核分枝杆菌( Mtb )抗原的异质性保护效果,并证实 mRNA-LNP 技术可显著提升疫苗效能。

CD4靶向筛选揭示保护性抗原异质性

作者采用DNA疫苗平台筛选了42个Mtb抗原,包括36个潜伏感染者CD4 T细胞靶标。CB6F1小鼠模型显示抗原保护效果存在显著差异,单抗原对肺部菌载量的降低幅度从无效至4.1倍不等。其中8个抗原(Rv1387/PPE20、Rv1886c/Ag85B等)表现出≥2.5倍的保护效果。值得注意的是,这些高保护力抗原中仅25%处于临床开发阶段,提示Mtb抗原库中存在大量未开发潜力。

系统发育聚类与表位交叉反应

保护性抗原按结构与功能分为四类:参与免疫逃逸的PPE家族蛋白(Rv1387/Rv0280/Rv0256c)、Esx分泌系统蛋白(Rv0287/Rv3020c)以及PE家族成员(Rv1788/Rv1791)。表位作图显示聚类内存在交叉反应,例如Rv1387免疫可诱导针对Rv0280/Rv0256c的交叉反应,提示保守表位可能介导广谱免疫识别。Esx和Ag85聚类中同样观察到异源肽池刺激的相似CD4应答模式。

mRNA-LNP平台增强免疫原性与保护力

转向mRNA-LNP递送后,针对关键抗原(Rv1387/Rv0287等)的单价疫苗可激发多功能CD4应答,IL-2+亚群比例升高,肺部菌载量降低4.2-7.2倍。与DNA疫苗直接比较显示mRNA-LNP保护效果显著更优(p=0.0078)。三价(Rv1387/Rv0287/Rv1788)与四价组合进一步将菌载量降低8.2-10.0倍,且保护效果可持续≥3个月。

BCG协同作用及低剂量感染模型验证

在模拟BCG初免的流行区场景中,三价mRNA-LNP加强显著扩增BCG免疫:虽BCG单独仅诱导对Rv0287/Rv1788的微弱CD4应答,加强后对所有三抗原的反应均增强,并产生Rv1387特异性CD8应答。该策略使菌载量降低63倍(BCG单独为14倍,p=0.022)。在1-3 CFU超低剂量攻击模型中,三价疫苗将感染率从60%(未免疫)降至26%(p=0.039),且完全阻止双侧肺部播散。免疫相关性分析确定IFN-γ+与TNF+ CD4亚群为关键保护介质(Spearman ρ分别为-0.57和-0.56)。

人类免疫识别支持临床转化潜力

南非IGRA+青少年的ELISPOT检测显示,对三价疫苗抗原的应答率分别为Rv1387 73%、Rv0287 58%、Rv1788 64%。84%的个体对≥1个疫苗抗原产生反应,显著超过M72/AS01E疫苗组分(70%,p=0.033)。这种强人类免疫原性结合小鼠数据,支持该三价mRNA-LNP疫苗进入临床评估阶段。

总结

本研究建立了结核病疫苗抗原系统筛选框架,发现新型保护靶标并证实mRNA-LNP递送优势。三价疫苗增强BCG效果及预防低剂量感染的能力,解决了现有策略的关键缺陷。随着I期临床试验的开展,这些发现标志着下一代结核病疫苗研发的重要进展。

https://doi.org/10.1016/j.cell.2025.08.027

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撰写| immunity速读

校稿| Gddra编审| Hide / Blue sea

编辑 设计| Alice