以COVID-19大流行为代表的重大、多发、高发、新发传染病的持续出现，给疫苗研发带来了巨大挑战。也更加突显了疫苗研发领域对于安全、高效、更低成本疫苗的迫切需求。近日，张改平院士团队在国际知名期刊PNAS发表研究论文，为解决当前疫苗研发领域的难题提供了一项重要的突破性方案。
“理想的疫苗”应该具有高效、安全、精确、微量的特点，不会对免疫系统造成负担，同时还应具备易于批量生产，易于储存运输，价格低廉的特征。为了实现这一目标，该研究提出通用的“头对尾”二聚体疫苗抗原模型。重组后的抗原显示了多对具有合适距离的表位，可以有效地激活B细胞。
以副粘病毒科新城疫病毒（NDV）的受体结合蛋白——血凝素神经氨酸酶蛋白（HN）为例，研究团队利用水稻胚乳表达系统成功制备了一种高效的重组抗原Osr2HN。研究结果显示，Osr2HN蛋白在水稻胚乳中正确表达，并且表达量高达3.7mg/g。晶体结构和小角X射线散射数据显示，重组后的Osr2HN蛋白形成了“蝴蝶状”的四聚体结构，具有完全暴露的受体结合域和中和表位。
免疫评价和攻毒试验表明，这种抗原设计显著增强了亚单位疫苗的免疫反应，激发更高效价的抗体。与未改造的HN蛋白以及三种传统的商用全病毒疫苗相比，重组的Osr2HN蛋白有助于关键表位的暴露，并能启动更快、更强的免疫反应。仅需0.5μg（相当于一粒米的127分之一）的Osr2HN抗原进行两次免疫，或者用5μg的Osr2HN抗原进行一次免疫，鸡能完全抵抗病毒的致死性攻击。这种超低剂量的Osr2HN疫苗能有效地激活B细胞，并且显著降低疫苗接种的副作用，接种后动物的体重增长明显高于其他疫苗组，显示更高的经济价值。
这些研究结果表明，水稻源的Osr2HN疫苗在安全性、高效性、低剂量和价格方面都取得了显著进展，达到了现代技术条件下疫苗产品所追求的最高境界。
中国工程院院士、河南农业大学教授张改平，中国科学院院士、清华大学教授饶子和，河南农业大学副教授张二芹为本文的共同通讯作者，团队博士马凡舒、许倩茹为本文共同第一作者，河南农业大学动物医学院为第一单位。本研究得到了河南省重大科技专项等项目的资助。
过去十余年，张改平院士团队一直致力于追求安全、高效、不浪费免疫潜力的“超级疫苗”，力争把疫苗做到现代科学技术条件下的最高境界。张改平院士表示：“所谓免疫潜力，是生理潜力的组成部分。在正常情况下，这些能力是用于生长、抗逆、工作、学习和生产等，若一个疫苗被过多使用（抗原不够高效、免疫次数多、免疫剂量大等），会影响机体的其他生理潜力，同时也因机体免疫系统承受压力过大而免疫保护效果欠佳。浪费免疫潜力的情况以往没有被高度重视”。他认为，要在确保疫苗效果的同时尽量少使用免疫潜力，其根本是六个字：“精确、微量、纯化”。精确即结构、位点、启动免疫反应的精确；微量即数个微克级，甚至是纳克级；纯化即尽可能地减少杂质。疫苗科技工作者要追求疫苗在现代科学技术条件下的最高境界，这样的疫苗才是理想的疫苗。
据悉，目前该疫苗已经于2023年8月与河南牧翔集团签约合作转让，此次转让实现了科技创新与产业发展的双向赋能，对于疫苗开发具有重大意义。
PNAS《美国科学院院报》，全称Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America，是被引用次数最多的综合学科期刊之一，也是公认的世界四大名刊（Cell、Nature、Science、PNAS）之一 。
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