疫苗前沿 | 黄忠/丛尧/周艳秋/王晓黎团队在脊髓灰质炎病毒新型疫苗研发中取得重要进展

脊髓灰质炎病毒（简称脊灰病毒，PV）包含三种血清型（即PV1、PV2和PV3），各血清型均可引发脊髓灰质炎，主要症状为肢体松弛性麻痹甚至瘫痪，俗称小儿麻痹症。世界卫生组织（WHO）于1988年发起了“全球小儿麻痹症根除计划”，但至今尚未达到预期目标。现有的口服减毒脊灰病毒活疫苗（OPV）和灭活脊灰病毒疫苗（IPV）在生产过程中均依赖于大规模培养感染性活病毒，存在潜在生物安全风险。因此，为了实现全球范围内消除脊灰病毒并且在后脊灰时代持续开展疫苗接种，急需开发一种在生产和接种过程中均不涉及使用活病毒的新一代脊灰疫苗。

2026年9月4日，上海市重大传染病和生物安全研究院黄忠研究员团队、中国科学院分子细胞科学卓越创新中心丛尧研究员团队、上海市疾病预防控制中心周艳秋团队及华淞（上海）生物科技有限公司/重庆华智生物制药有限公司王晓黎团队合作，在国际学术期刊Antiviral Research上发表题为“High-yield production of immunogenic PV3 virus-like particle in yeast”的研究论文。该研究设计了一种新颖的重组表达策略，实现在毕赤酵母中高效制备PV3型的热稳定型病毒样颗粒（Virus-Like Particle，VLP）作为候选疫苗，并系统地研究该VLP疫苗的抗原性、热稳定性、结构特征及免疫原性。

为了在毕赤酵母中制备PV3野生型VLP（wtVLP）和热稳定型VLP（sVLP），研究团队设计了一种新颖的表达策略，即共表达VP0、VP3和VP1衣壳亚基蛋白，并依此构建了相应的酵母表达载体HC-wtVP031和HC-sVP031；同时，研究团队还采用传统的P1和3CD共表达策略构建了相应的表达载体HC-wtP1/3CD和HC-sP1/3CD（图1）。将这些表达载体分别转化毕赤酵母，所获得的转化酵母克隆进行VP0蛋白和保护性D抗原含量分析。结果显示，在sVLP制备上，自主设计的VP0/VP3/VP1共表达策略显著优于传统的P1/3CD共表达策略，将VP0表达水平提高约5倍，D-抗原含量提高约3倍；对于wtVLP，采用VP0/VP3/VP1策略也能将D-抗原含量提升约2.4倍（图1）。

图1. 不同VLP表达载体的构建及目标蛋白产量比较

研究团队采用VP0/VP3/VP1共表达策略大量制备了PV3型wtVLP和sVLP（图2）。抗原性分析表明， PV3 sVLP能够被D-抗原特异性单抗mAb520高效识别，每微克蛋白含有90.3 的D抗原单位（DU），同时表现出较好的热稳定性，即使在55℃处理10分钟后仍能保持其D-抗原活性；相反，PV3 wtVLP的D抗原含量仅为1.9 DU/微克蛋白且对温度敏感，40℃处理10分钟后丧失大于50%的D-抗原活性。

图2. PV3 sVLP和wtVLP纯化样品的蛋白组成分析及电镜照片

研究团队解析了PV3 wtVLP和sVLP的高分辨率冷冻电镜结构，分辨率分别为2.76 Å和2.87 Å。两种VLP均呈现为典型的T=1二十面体衣壳结构，但sVLP比wtVLP更加紧密，其二重轴通道处于关闭状态（图3）。PV3 sVLP表面的多个环区，尤其是VP1 GH环、VP2 EF环和VP3 GH环的柔性明显降低，表面抗原区域更加稳定；同时，衣壳亚基之间的界面面积增加，增强了不同衣壳蛋白亚基之间的相互作用。这些结构特征提示，PV3 sVLP中携带的8个热稳定性突变位点是通过多层次的结构稳定机制共同维持颗粒的紧密结构，从而稳定D-抗原构象。

图3. PV3 wtVLP和sVLP的冷冻电镜结构

在此基础上，研究团队通过小鼠免疫实验比较了毕赤酵母表达的PV3 sVLP和wtVLP的免疫原性（图4）。结果显示，大多数的PV3 wtVLP免疫小鼠未能产生血清中和抗体；相反，同样剂量的 sVLP能够诱导高效价的中和抗体。尤其是，低剂量（0.35 μg）的sVLP即可产生与0.5剂商业化人用IPV疫苗相当的中和抗体免疫应答，该剂量sVLP添加铝佐剂后能够大幅度提升血清中和抗体效价，显示出明显的佐剂增效作用，从而提供了一种疫苗剂量节约的策略。

图4. PV3 wtVLP和sVLP的免疫原性评价

综上，该研究建立了一种不依赖于3CD蛋白酶切割的PV3 sVLP重组表达策略，实现在毕赤酵母中高效生产PV3 sVLP并完成其表征研究，进一步在动物模型中确定了PV3 sVLP具有良好的免疫原性，从而明确了PV3 sVLP作为候选疫苗的可行性和有效性。此前，研究团队已完成了PV1型和PV2型的sVLP疫苗的概念性验证（NPJ Vaccines 2026；Vaccines 2024）。因此，本项研究进一步补充了PV3型的sVLP疫苗模块，实现对全部三种PV血清型的覆盖，从而有力推动了基于sVLP的新型三价脊灰病毒基因工程疫苗的开发和产业化。

上海市重大传染病和生物安全研究院黄忠研究员、中国科学院分子细胞科学卓越创新中心丛尧研究员、上海市疾病预防控制中心周艳秋研究员、华淞（上海）生物科技有限公司/重庆华智生物制药有限公司王晓黎博士为该论文的共同通讯作者。上海市重大传染病和生物安全研究院博士生陈天、中国科学院分子细胞科学卓越创新中心博士后洪琴和华淞（上海）生物科技有限公司韩文玉博士为该论文的共同第一作者。该研究获得国家自然科学基金委员会、国家重点研发计划、上海市市级科技重大专项、中国科学院先导专项、上海市中国科学院基础研究试点项目、中国博士后科学基金的经费支持；同时得到国家蛋白质科学研究（上海）设施的冷冻电镜系统、数据库及计算分析系统的大力支持。

https://doi.org/10.1016/j.antiviral.2026.106530

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来源| 中国病毒学英文版

校稿| Alice编审| Hide / Blue sea

编辑 设计| Leon