科研进展 | 华中农大在狂犬病疫苗研究上取得新进展

动保视界

2025-03-21 15:13发布于北京

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南湖新闻网讯（通讯员邓嘉敏）近日，华中农业大学农业微生物资源发掘与利用全国重点实验室、纳米化学生物学团队韩鹤友教授课题组在ACS Nano杂志上发表题为“Metal−Phenolic Network Hydrogel Vaccine Platform for Enhanced Humoral Immunity against Lethal Rabies Virus”的研究论文。本研究构建了一种可注射狂犬病水凝胶疫苗（CGMR），实现单剂量免疫激活强大体液免疫抵抗狂犬病病毒攻击。

狂犬病（Rabies）是一种由狂犬病病毒（Rabies Virus，RABV）引起的人畜共患病，一旦发病，致死率接近100%。人感染狂犬病病例中超99%是由携带病毒的狗咬伤或抓伤引起，世界卫生组织联合诸多国际组织共同提出“到2030年全面消除犬媒介狂犬病引起的人类死亡”的全球战略目标。因此，狂犬病病毒疫苗的研发和应用对推动这一目标的实现具有重要意义。

本研究构建了一种基于金属酚醛网络的狂犬病水凝胶疫苗（CGMR），该疫苗是没食子酸接枝壳聚糖与锰离子交联水凝胶并负载灭活病毒（图1）。CGMR能在注射区域形成“水凝胶抗原库”，持续释放抗原和锰佐剂，激活cGAS-STING信号通路，显著促进树突状细胞成熟和抗原呈递，从而增强免疫细胞的激活和抗体产生。

图1. 可注射狂犬病水凝胶疫苗的免疫激活示意图

狂犬病水凝胶疫苗形成主要是基于酚羟基氧原子与锰离子空轨道的配位键，CGMR交联成功后储存模量（G’）高于损耗模量（G”），并且能够被注射器针头连续挤压，具有一定的可注射性，扫描电镜图像进一步显示了CGMR呈现典型的互连多孔的微观形貌。这些特点都为抗原负载和持续释放提供有利条件。

图2. CGMR制备及形貌表征

CGMR通过酚羟基和金属离子配位形成水凝胶网络将灭活狂犬病病毒负载其中，有效延长小鼠后肢注射局部的荧光滞留时间，这对于提高免疫激活效果十分关键。在小鼠模型中诱导的病毒中和抗体（VNA）滴度比传统灭活病毒和铝佐剂处理组分别提高了4.3倍和1.8倍，并且持续至少6周（图3）。为了进一步明确抗体提高的机制，本研究进一步分析了相关免疫细胞的增殖情况。与传统灭活病毒和铝佐剂处理组相比，CGMR显著促进了Tfh细胞、生发中心B细胞和浆细胞的增殖与分化，这些免疫细胞在抗体产生中起决定性作用。这一创新平台不仅为狂犬病疫苗的开发提供了新的思路，还展示了其在其他传染病防治中的潜在应用前景。

图3. CGMR“水凝胶抗原库”的注射局部荧光分布图和特异性中和抗体滴度

我校生命科学技术学院博士研究生邓嘉敏和动物科学技术学院博士后汪宗梅为论文的共同第一作者，韩鹤友教授和赵凌教授（动物科学技术学院）为论文共同通讯作者。该研究得到国家自然科学基金和湖北省自然科学基金等的资助。

【英文摘要】

Rabies, caused by rabies virus (RABV), is a zoonotic disease with a high mortality rate that has attracted global attention with the goal of eradication by 2030. However, rabies can only be prevented by appropriate and multiple vaccinations, which impede widespread vaccination in developing countries due to its high expenditure. Designing single-dose vaccines is a pressing challenge in the prevention of rabies and other infectious diseases. Herein, a metal−phenolic network (MPN)-based hydrogel vaccine (designated as CGMR) was developed to stimulate potent humoral immunity against RABV infection by a single immunization, resulting in 4.3-fold and 1.8fold enhancements of virus-neutralizing antibody compared with that induced by inactivated RABV and alum adjuvant. The CGMR, cross-linked by phenol-modified chitosan with manganese ion, could prolong residence time by confining the antigen to the network of hydrogel, acting as a “hydrogel antigen depot”. It also stimulated the activation of the cyclic guanosine monophosphate−adenosine monophosphate synthase (cGAS)-stimulator of interferon gene (STING) pathway, facilitating dendritic cell maturation and antigen presentation. The vaccine formulation recruited immunocytes and activated the germinal center, enhancing and sustaining humoral immune responses against the virulent RABV challenge. Collectively, this injectable manganese-based hydrogel vaccine provides a universal and ideal avenue for rabies and other infectious diseases.

审核人韩鹤友

来源：华中农业大学

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