进一步研究抗流感病毒TH DDV免疫策略的广谱性和保护机制

Vaccine is a most effective way to control and prevent influenza A virus. However, due to high degrees of genetic diversity, antigenic shift and antigenic drift, conventional vaccine faces great challenge. Development of “universal” vaccine may overcome this challenge and is a hot area of research. Previously, we developed a heterologous DNA-VLP prime-boost vaccine strategy from a particular H5N1 strain (namely TH DDV). We demonstrate that TH DDV-elicited immune sera neutralize all clades and subclades of HPAI H5N1 viruses and protect lethal challenge of both homologous and distant HPAI H5N1 viruses. Moreover, we demonstrated that TH DDV immune sera bind to HA from all 16 subtypes. Therefore, in this proposal, we will focus on three aspects of research to further study the breadth, potency and protective mechanism of TH DDV vaccine strategy. First, we will test whether TH DDV vaccine strategy can protect lethal challenge of H5N1 strains with low susceptibility to TH DDV neutralization. If so, we will elucidate the mechanism of protection. Second, we will determine the neutralization epitopes recognized by TH DDV sera among all clades and subclades of H5 HA. And third, we will study the breadth and potency of heterosubtypic protection by TH DDV vaccine strategy. We believe that upon completion of the study, we will learn whether TH DDV vaccine strategy could be developed into a “universal” vaccine regimen in humans.

疫苗无疑是预防和控制甲型流感流行的最有效措施。但A型流感病毒血清型众多，而且其抗原性不断漂移和转变，使得传统流感疫苗面临着巨大的挑战。通用流感疫苗是解决这一难题的有效手段之一，是流感疫苗研究的热点。之前，我们实验室开发了用HA DNA质粒免疫两次，用病毒样颗粒加强免疫的免疫策略（简称为TH DDV）。实验证明TH DDV能诱导出能中和H5N1亚型10个亚类和亚亚类代表毒株的免疫血清，为抗原性相近和较远的病毒的攻毒提供很好的保护。最近还发现TH DDV免疫血清对16个亚型代表株的HA蛋白有结合活性。为此，本课题将从三个方面继续研究：1）研究TH DDV免疫策略是否对同亚型抗原性差异较大且中和活性较低的毒株有保护效果。如果有的话，将研究其保护机制。2）阐明TH DDV免疫血清所识别的HA蛋白球状区的中和表位。3）研究TH DDV免疫策略对不同亚型流感病毒的交叉保护的广谱程度和保护效果。

疫苗无疑是预防和控制甲型流感流行的最有效措施。但A型流感病毒血清型众多，而且其抗原性不断漂移和转变，使得传统流感疫苗面临着巨大的挑战。通用流感疫苗是解决这一难题的有效手段之一，是流感疫苗研究的热点。我们实验室开发了用HA DNA质粒免疫两次，用病毒样颗粒加强免疫的免疫策略（简称为TH DDV）。实验证明TH DDV能诱导出能中和H5N1亚型10个亚类和亚亚类代表毒株的免疫血清以及对16个亚型代表株的HA蛋白有结合活性。本课题主要从三个方面进行研究：1）研究TH DDV免疫策略是否对同亚型抗原性差异较大且中和活性较低的毒株有保护效果及其保护机制。2）阐明TH DDV免疫血清所识别的HA蛋白球状区的中和表位。3）研究TH DDV免疫策略对不同亚型流感病毒的交叉保护的广谱程度和保护效果。研究发现：1）TH DDV免疫策略对H5亚型抗原性差异较大而且中和活性较低的毒株H5N1 A/chicken/Shanxi/2/2006（7亚类）和A/common magpie/Hong Kong/5052/2007（2.3.2.1亚类）有保护效果，被动免疫攻毒实验和吞噬细胞删除实验显示抗体对同亚型抗原性变异较大而且中和活性较低的毒株能提供足够的保护作用，这种保护作用是由于中和抗体和非中和抗体共同介导的；2）H5血凝素蛋白共有4个中和表位，TH DDV免疫血清所识别的这4个表位中的3个， 分别为AS1, AS2和AS4表位。3）TH DDV免疫策略对不同亚型流感病毒的可以感染人的流感病毒H1、H5、H7、H9的代表毒株提供完全和部分的交叉保护作用。通过本项目建立的用嵌合和点突变流感假病毒中和实验来分析HA蛋白中和表位的策略，清楚地了解TH DDV免疫血清所识别的H5N1亚型HA蛋白中和表位的数量、位置及表位中关键氨基酸位点等信息，为H5N1亚型的HA蛋白通用疫苗的设计提供理论支持。另外，通过对TH DDV免疫策略异源交叉保护的研究，显示THDDV免疫策略作为流感通用疫苗是可行的。