美國Moderna公司使用“納米藥物制造系統”研發豬流感病毒疫苗

來源: 锘海生物科學儀器(上海)股份有限公司   2020-4-3   訪問量:974評論(0)

在關于納米藥物制造系統以及新型冠狀病毒的文章中,我們已經簡要提到了美國著名的疫苗研發公司Moderna早前關于豬流感病毒以及寨卡病毒疫苗的研發成果,今天我們就詳細地為大家介紹一下他們的主要研究過程及結果。



研究過程及結果

Moderna的研究者們通過NanoAssemblr納米藥物制造系統生產制備了大小適當和均勻性良好的兩種mRNA-LNP疫苗,分別使用改良的mRNA(編碼H10N8(H10)或H7N9(H7)禽流感亞型的血凝素(HA)蛋白)制成。



研究者們分別以10 mg H10或H7 mRNA對BALB/c小鼠進行皮下注射免疫,之后測定小鼠體內血凝抑制(HAI)、IgG1和IgG2a的滴度。HAI滴度在第7天低于檢測限(<10),但在第21天遠遠高于基線(圖1A)。與HAI不同,anti-H10和anti-H7 IgG1和IgG2a的滴度均在第7天被檢測到(圖1B和1C)。對于H10, IgG1和IgG2a滴度持續增加直到第21天,并維持不變到第84天。對于H7, IgG1和IgG2a抗體滴度在第21天和第84天之間增加了10倍(圖1C)。在形成H10或H7 mRNA免疫后,IgG2a的滴度在所有時間點均大于IgG1的滴度,提示存在TH1-偏倚的免疫應答。對于H10,這些差異在第84天顯著(p = 0.0070);而對于H7,分別在第7天顯著(p = 0.0017)和第21天顯著(p = 0.0185)。10 mg H10 mRNA增強免疫(基礎免疫后第21天)可使HAI滴度增加2至5倍,而在所有測試時間點均為單劑量(p < 0.05)(圖1D)。無論劑量多少,其效價在一年多的時間里保持穩定。


圖1



為了確定疫苗對H7N9流感(A/Anhui/1/2013)致死性感染的免疫時間和持續時間,BALB/c小鼠分別接種了10ug、2ug或0.4 ug的H7 mRNA。安慰劑和10 ug合成的H7 表達缺陷的mRNA被作為對照組。在第6/20/83天收集小鼠血清,并通過鼻內 (IN)滴注法在第7、21、84天給予小鼠組織培養感染目標劑量(TCID50)的2.5*105倍劑量。感染后14天監測體重變化和臨床癥狀,單次疫苗接種被發現是可以預防H7N9病毒的(圖2A~2C)。與兩組對照組相比,三種疫苗劑量組的動物存活率均有顯著提高(p < 0.0001)。流感感染小鼠的臨床癥狀包括毛發粗糙、駝背姿勢、眼眶收緊,在某些情況下,還會出現活動困難。體重減輕(發病率和持續時間)在對照組中更為普遍,在低劑量疫苗組中較少見(圖2D-2F)。

圖2


在沒有H10N8 (A/Jiangxi-Donghu/346/ 2013) 挑戰模型的情況下,研究者通過檢測HAI滴度來驗證H10N8 mRNA疫苗在雪貂體內的免疫發生和持續時間。各組分別用50或100 ug H10 mRNA免疫皮下注射 1次、2次或3次。單劑量50 ug或100 ug免疫接種在第21天、第35天和第49天導致HAI滴度顯著增加(p < 0.0001;圖3)。與第0天相比,接種100 ug劑量的疫苗后,第7天的抗體反應僅略有升高(p < 0.0001),而第7天接種50 ug劑量的疫苗與第0天相比,差異極小(p < 0.3251)。在追加50 ug或100 ug劑量(第21天或第21天和第35天同時給藥)以后,HAI滴度在第35天和第49天顯著增加(p < 0.0001)?偟膩碚f,與預防接種前的基線值相比,50-或100-ug劑量給藥的H10 mRNA使HAI抗體滴度顯著升高(p < 0.0001)。一次加強接種可顯著增加滴度,但第二次加強接種不會產生額外的增量(圖3)。

圖3



其他以核酸為基礎的技術(如質粒DNA)的一個主要限制是如何轉化到高階物種,如非人靈長類動物。為了評估非人類靈長類動物的免疫反應,我們測量了兩次免疫(第1天和第22天)后食蟹猴細胞的HAI滴度(0.2和0.4 mg)。制備的H10 mRNA在相同的免疫時間(第1天和第22天)以0.4 mg劑量通過皮下注射及肌肉注射,并分別進行檢測(圖4C)。H10和H7 mRNA疫苗在單次免疫后(第15天)均產生100至1000的HAI滴度。在第二次免疫后3周(第43天),不論給藥劑量或給藥途徑,H10和H7的HAI滴度均為10,000。在0.4 mg劑量下,食蟹猴出現了一些全身性癥狀:如注射部位的溫熱觸摸疼痛、輕微的注射部位刺激,在某些情況下,H10或H7免疫后導致食欲下降。所有癥狀在48-72小時內消失?偟膩碚f,皮下和肌肉給藥均可獲得相似的HAI滴度,無論劑量大小,這表明低劑量可能產生相似的HAI滴度。

圖4



為了評估H10 mRNA在人體內的安全性和免疫原性,一項隨機雙盲、安慰劑對照、劑量遞增的第一階段臨床試驗正在進行中(臨床試驗標識NCT03076385)。我們在此報告了31名受試者在接種疫苗43天后的中期結果(其中23人在接受了100 mg活性H10肌肉注射,8人接受了安慰劑)。免疫原性數據顯示,接種H10疫苗的受試者在第43天分別有100% (n = 23)和87% (n = 20)的HAI R 40和MN R 20,而安慰劑受試者的這一比例為0%(圖5A和5B)。接受H10疫苗的人群中,分別有78% (n = 18)和87% (n = 20)的HAI基線值<10;疫苗接種后,分別有40倍或4倍以上的HAI增長。而接受安慰劑的人群中,這一比例為0%(圖5A和5B)。H10疫苗組的HAI抗體幾何平均滴度為68.8,安慰劑組為6.5,MN的抗體幾何平均滴度分別為38.3(疫苗組)和5.0(對照組)(圖5C和5D)。



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