基于HA蛋白定点偶联M2e的广谱流感疫苗的研究

The development of new vaccines based on technological innovation is an effective way to overcome the decrease of vaccine efficacy caused by the gene mutation of RNA viruses. Our group successfully turned the wild-type influenza virus into a safe and efficient live vaccine (PTC virus) by introducing stop codons (TAG) into influenza virus genomes based on the genetic code expansion technology. The extracellular domain of matrix 2 protein (M2e) is highly conserved among influenza A virus and thus considered as a target for designing universal influenza vaccines. In this project, we will insert unnatural amino acid with an azide group into the specific site on HA protein of PTC virus using expanded genetic code. Then through the fast and efficient click reaction between azide and cyclooctyne, M2e is conjugated on the HA protein. We apply ion exchange method to purify the conjugate PTC-M2e. We will evaluate the safety, immunogenicity and cross-protection ability of PTC-M2e in vitro and in vivo in order to acquire a broad-spectrum influenza vaccine candidate. This study will provide the theoretical and experimental evidence to develop new broad-spectrum influenza vaccine.

基于技术创新研制新型疫苗是克服因RNA病毒自身变异而导致疫苗保护效力下降的有效途径。本课题组前期基于遗传密码子扩展技术将多个终止密码子（TAG）引入流感病毒的基因组中，成功地将野生型流感病毒转变为安全、高效的活疫苗（PTC病毒）。A型流感病毒M2蛋白胞外区（M2e）高度保守，适合作为广谱流感疫苗的靶标。本项目拟在PTC病毒的基础上，在其HA蛋白的特定位点插入含有叠氮基团的非天然氨基酸作为修饰“把手”，再利用叠氮和环辛炔（DIBO）之间快速高效的点击化学反应，偶联经DIBO修饰的M2e。运用离子交换法纯化偶联物PTC-M2e。通过体外和体内试验对PTC-M2e的安全性、免疫原性以及交叉保护性进行评价，以期获得对多种亚型流感病毒具有保护作用的广谱流感疫苗候选株，为新型广谱流感疫苗的研发提供理论和实际基础。

基于技术创新研制新型疫苗是克服因 RNA 病毒自身变异而导致疫苗保护效 力下降的有效途径。本课题组前期基于遗传密码子扩展技术将多个终止密码子 (TAG)引入流感病毒的基因组中，成功地将野生型流感病毒转变为安全、高效 的活疫苗(PTC 病毒)。A型流感病毒M2蛋白胞外区(M2e)高度保守，适合作为广谱流感疫苗的靶标。本项目在 PTC 病毒的基础上，在其 HA 蛋白的特定 位点插入含有叠氮基团的非天然氨基酸作为修饰“把手”，再利用叠氮和环辛炔(DIBO)之间快速高效的点击化学反应，偶联经DBCO修饰的M2e。运用超速离心法纯化偶联物 HATAG-M2e，并通过体外和体内试验对PTC-M2e的表征、安全性、免疫原性以及交叉保护性进行了评价。Western-blotting 和 Confocol等体外实验结果表明，M2e与PTC病毒HA蛋白成功进行了偶联。体内BABL/c小鼠模型试验表明，HA-M2e免疫后诱导出同时针对HA和M2e的高水平体液免疫应答，并能保护小鼠抵抗多种亚型流感病毒的攻击。该研究为新型广谱流感疫苗的研发提供理论和实际基础。