E2 서브유닛 백신은 양호한 생물 안전성과 감염과 접종 동물을 식별할 수 있는(DIVA) 능력 덕에 고전적 돼지 열병 바이러스(CSFV)를 제거하는 데 중요한 역할을 합니다. 그러나 낮은 면역원성과 높은 비용이 더 광범위한 적용을 제한합니다. 이러한 병목 현상을 극복하기 위해, 우리는 mRNA-LNP 기술을 활용하여 면역원성과 비용 효율성을 강화한 차세대 E2 당단백질 백신을 설계했습니다. CD154 보조인자와 mi3 자가조립 나노입자를 포함하는 다양한 E2 당단백질 암호화 서열을 설계하여 cmRNA-LNP 제형을 통해 쥐의 면역원성 시험에서 시험했습니다. 그중, E2-TMD-mi3 cmRNA-LNP 백신은 14일 부스팅 이후 78.25% ± 1.32%의 차단율을 기록하며 상용 서브유닛 백신(39.74% ± 3.30%, p<0.01)에 비해 현저히 높은 항체가를 유도했습니다. 백신 성능을 더욱 최적화하기 위해 다양한 양이온성 지질을 포함하는 cmRNA-LNP 제형을 비교했습니다. 특히, AX4-LNP 제형은 다른 양이온성 지질에 비해 우수한 세포 면역 및 체액성 면역을 유도했습니다. 쥐에서는 이 백신이 강력한 체액성 면역을 유도하여 부스팅 14일에 평균 차단률 80.55% ± 2.06%를 달성했고, 강력한 세포 면역(IFN-γ ELISpot, 319.60 ± 45.23 SFC/105 세포, 상용 백신보다 5.6배 높은)도 기록했습니다. 돼지에서는, CSFV 특이 항체 차단율이 초접종 후 120일에 54.76% ± 3.21%를 유지했습니다. 반면, 다른 cmRNA-LNP 백신 그룹과 상용 백신 그룹의 항체 차단율은 제조업체 기술 사양에 따라 설정된 양성 임계값(<40%) 이하였으며, 상용 서브유닛 백신보다 우수했습니다. 게다가, 이 백신은 면역을 받은 돼지의 몸무게 증가에 영향을 미치지 않으며, 접종 부위에 염증 반응을 일으키지 않습니다. 궁극적으로, 우리는 E2-TMD-Mi3 암호화 서열과 AX4-LNP를 포함한 cmRNA-LNP 백신을 성공적으로 개발했으며, 이는 상용 서브유닛 백신보다 우수한 면역원을 입증했습니다. 이 연구는 mi3 나노입자를 결합하여 전통적인 서브유닛 백신의 한계를 극복하는 모듈형 cmRNA-LNP 플랫폼을 확립했습니다.
Key Points
- E2-TMD-mi3 cmRNA-LNP 백신은 14일 부스팅 후 상용 서브유닛 백신보다 높은 항체가를 유도했습니다.
- AX4-LNP 제형은 다른 양이온성 지질에 비해 우수한 세포 및 체액성 면역을 유도했습니다.
- 개발된 cmRNA-LNP 백신은 돼지의 성장에 영향을 미치지 않으며, 접종 부위에 염증을 일으키지 않아 상용 서브유닛 백신보다 우수한 면역원성을 보였습니다.