艱難梭菌感染（CDI）是一種緊迫的公共衛生威脅，目前預防選擇有限。在該研究中，作者開(kāi)發(fā)了一種針對艱難梭菌毒素和毒力因子的信使RNA-脂質(zhì)納米粒（mRNA-LNP）疫苗。這種多價(jià)疫苗在不同動(dòng)物模型中誘導了強大且持久的系統性和粘膜性抗原特異性體液和細胞免疫反應，與腸道微生物群的變化無(wú)關(guān)。在原發(fā)性和復發(fā)性感染模型中，接種該疫苗可保護小鼠免受致命的CDI感染。此外，包含非毒素細胞核孢子抗原改善了產(chǎn)毒艱難梭菌從胃腸道的去定植情況。該研究表明，mRNA-LNP疫苗技術(shù)是一個(gè)有前景的平臺，可用于開(kāi)發(fā)新型艱難梭菌治療藥物，有可能限制急性疾病并促進(jìn)細菌的清除。
艱難梭菌感染（CDI）是由艱難梭菌（Clostridioides difficile）引起的腸道感染，主要臨床癥狀為發(fā)熱、腹痛、水樣便、腹瀉。輕者表現為腹瀉，嚴重者可發(fā)生偽膜性腸炎，且常伴有中毒性巨結腸、腸穿孔、感染性休克等并發(fā)癥。CDI是常見(jiàn)的醫院內感染類(lèi)型，是住院患者特別是老年患者出現并發(fā)癥和死亡的重要原因。先前的CDI預防疫苗試驗主要集中在使用佐劑增強的毒素或重組疫苗上，這些疫苗針對的是艱難梭菌毒素的結合重復寡肽（CROP）區域或受體結合域（RBDs），旨在阻止毒素與腸道上皮細胞的結合。然而，輝瑞最近的一項3期臨床試驗雖然顯示了減少CDI嚴重性和持續時(shí)間的潛力，但未能預防初始感染，這凸顯了開(kāi)發(fā)有效的艱難梭菌疫苗所面臨的挑戰。此外，賽諾菲停止了其艱難梭菌疫苗的研發(fā)，這進(jìn)一步強調了探索替代疫苗策略的必要性。
2024年10月3日，Science雜志發(fā)表了由賓夕法尼亞大學(xué)佩雷爾曼醫學(xué)院Drew Weissman和Joseph P. Zackular團隊的文章“A multivalent mRNA-LNP vaccine protects against Clostridioides difficile infection”。該研究開(kāi)發(fā)了一種針對艱難梭菌毒素和毒力因子的信使RNA-脂質(zhì)納米顆粒（mRNA-LNP）疫苗。這種多價(jià)疫苗在動(dòng)物模型中引發(fā)了強大而持久的全身和粘膜抗原特異性體液和細胞免疫反應，而與腸道微生物群的變化無(wú)關(guān)。
為探索疫苗靶標的保守性，作者對137個(gè)代表性的艱難梭菌菌株進(jìn)行了比較基因組學(xué)分析。結果表明，mRNA編碼的PPEP-1構建體在所檢查的艱難梭菌菌株中具有最低97.4%、中位數99.5%和平均99.4%的氨基酸相似度。在產(chǎn)毒菌株中，TcdA的氨基酸身份最小為39.4%，中位數為97.1%，平均為90.9%；TcdB的氨基酸身份最小為87.0%，中位數為100%，平均為97.8%。該構建體涵蓋了臨床上相關(guān)且可能新出現的菌株的多樣性，并代表了進(jìn)一步發(fā)展的強有力候選者。
針對上述研究結果，作者合成了相應的mRNA序列，并封裝到脂質(zhì)納米顆粒中，轉染Neuro2A細胞后，所有mRNA-LNP均通過(guò)了質(zhì)控參數，3種蛋白均表達并被分泌出來(lái)，與TcdA和TcdB毒素相比，PPEP-1的表達明顯降低。在體外，TcdA和TcdB mRNA-LNP的表達并未降低細胞活力，表明了在動(dòng)物中肌肉注射的安全性。這種多價(jià)疫苗在不同動(dòng)物模型中誘導了強大且持久的系統性和粘膜性抗原特異性體液和細胞免疫反應，與腸道微生物群的變化無(wú)關(guān)。在原發(fā)性和復發(fā)性感染模型中，接種該疫苗可保護小鼠免受致命的CDI感染。此外，包含非毒素細胞核孢子抗原改善了產(chǎn)毒艱難梭菌從胃腸道的去定植情況。
該研究首次展示了mRNA-LNP疫苗在治療和預防CDI中的潛力，在多種動(dòng)物模型中對艱難梭菌毒力因子產(chǎn)生了強大的系統性和粘膜免疫應答。通過(guò)靶向毒素、繁殖細胞和孢子蛋白，該疫苗實(shí)現了多層次的免疫防護，既能通過(guò)特異性抗體保護小鼠免受致死性毒素的攻擊，又能減少細菌定植并在嚴重感染時(shí)促進(jìn)去定植，有助于減少感染和促進(jìn)疾病的恢復。mRNA-LNP疫苗技術(shù)是一個(gè)有前景的平臺，用于開(kāi)發(fā)新的艱難梭菌治療藥物，這些藥物有望限制急性疾病并促進(jìn)細菌的清除。此外，疫苗在非人類(lèi)靈長(cháng)類(lèi)動(dòng)物中的免疫原性研究提供了證據，證明了mRNA-LNP疫苗平臺在治療和預防CDI方面的價(jià)值。
參考文獻：Alameh M G, Semon A, Bayard N U, et al. A multivalent mRNA-LNP vaccine protects against Clostridioides difficile infection[J]. Science. 2024, 386(6717): 69-75.doi: 10.1126/science.adn4955
來(lái)源：微生物安全與健康網(wǎng)，作者~郝宇。
