微生物所在新一代新冠肺炎重組蛋白疫苗研究領域取得重要進展
2022年4月26日，國際頂尖學術期刊《細胞》報道了中國科學院微生物研究所高福院士團隊及合作團隊在新冠肺炎疫苗研究領域的重要進展，研究者們開發了針對新冠肺炎流行變異株的嵌合受體結合結構域（RBD）二聚體蛋白疫苗的設計方法，其為兩個異源的RBD串聯形成，與同源的RBD二聚體相比，嵌合RBD二聚體在動物體內可刺激產生更加廣譜的抗體反應及提供更好的保護效果。以此策略設計的prototype-Beta嵌合RBD二聚體蛋白疫苗免疫的小鼠和恒河猴在攻毒實驗中顯示出對多種變異株的保護效果，設計的Delta-Omicron嵌合RBD二聚體疫苗高效保護小鼠預防Delta和Omicron的感染及引起的肺炎。
新冠病毒表麵的刺突（S）蛋白負責病毒的受體識別和膜融合，S蛋白上的RBD是一個重要的疫苗靶點，它激發中和抗體的產生，具有免疫聚焦的優勢。前期該團隊提出了β冠狀病毒S蛋白的RBD二聚體疫苗設計理念，發現將新冠病毒RBD進行串聯重複設計成的二聚體抗原免疫小鼠血清的中和抗體滴度高於單體的免疫效果（Dai et al, 2020, Cell）。基於該理念，中科院微生物所與智飛生物聯合開發了新冠肺炎重組蛋白疫苗ZF2001，該疫苗在I/II期臨床試驗中顯示出良好的安全性和免疫原性（Yang et al, 2021, Lancet Infectious Diseases），III期臨床試驗結果表明在接種ZF2001三劑次後，該疫苗對18周歲及以上人群預防任何嚴重程度的新冠肺炎的保護效力為81.43%，其中對於重症及以上病例的保護效力為92.87%。該疫苗於2021年3月獲得中國和烏茲別克斯坦批準緊急使用，是全球第一個獲批使用的新冠重組蛋白疫苗，之後在印度尼西亞和哥倫比亞也獲批進行緊急使用，此外，ZF2001於今年在國內獲批附條件上市及作為新冠滅活疫苗的序貫加強針。重組亞單位蛋白疫苗具有產量高、安全性高、易於存儲和運輸等優勢，是預防新冠肺炎的重要選擇之一。
目前新冠肺炎疫情形勢在全球範圍內仍很嚴峻，新冠病毒變異株不斷出現和流行，其中有些會逃逸現有疫苗的抗體免疫反應，引起突破性感染。特別是Delta和Omicron變異株依次席卷全球，成為優勢流行毒株，給疫情防控帶來了嚴峻挑戰。因此，研發一款對包括Omicron在內的變異株具有廣譜預防效果的疫苗十分關鍵。
研究者們基於已經上市的原型毒株同源RBD二聚體蛋白疫苗（ZF2001）的設計基礎，開發了快速適應新冠流行變異株的異源RBD二聚體蛋白疫苗設計方法，以此首先設計了prototype-Beta嵌合蛋白疫苗，在小鼠體內驗證了其誘導比prototype和Beta的同源RBD二聚體更加廣譜的抗體反應和保護效果，且prototype-Beta嵌合蛋白疫苗免疫恒河猴可提供對多種新冠毒株的保護作用。之後，研究者們設計了Delta-Omicron嵌合蛋白疫苗，與prototype同源RBD二聚體疫苗相比，其免疫小鼠刺激產生更加廣譜的抗體反應，對Delta和Omicron變異株的攻毒均表現出更好的保護效果，這些研究數據支持開發適應變異株的多價疫苗以預防流行變異株，該研究在當前Omicron變異株流行的背景下給疫情防控提供極大的支持。
中科院北京生命科學研究院及微生物所高福院士、南方科技大學冷凍電鏡中心主任王培毅教授、中科院微生物所戴連攀研究員、中國醫學科學院醫學生物學研究所彭小忠研究員和中國疾病預防控製中心生物安全首席專家及病毒病預防控製所BSL-3實驗室主任武桂珍研究員作為共同通訊作者。中科院北京生命科學研究院助理研究員徐坤、中科院微生物所博士研究生高萍、南方科技大學冷凍電鏡中心博士後劉升、中國醫學科學院醫學生物學研究所魯帥堯教授、中國疾病預防控製中心病毒病預防控製所副研究員雷雯雯及浙江大學基礎醫學院博士生鄭天依為論文共同第一作者。該項目得到了國家重點研發計劃項目、國家自然科學基金、中國科學院戰略性先導專項、比爾及梅琳達·蓋茨基金會、中國博士後科學基金、中科院青年促進會、深圳市科技創新委員會基金、南方科技大學校長卓越博士後等經費支持。