CpG联合铝佐剂增强RBD-Fc重组蛋白诱导小鼠免疫反应效果的研究

由严重急性呼吸系统综合征冠状病毒2(Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2,SARS-CoV-2)引起的2019冠状病毒病(Coronavirus disease 2019,COVID-19)大流行对全球健康和经济构成了严重威胁,SARS-CoV-2关切变异株(Variants of concern,VOCs)的出现更增加了疫苗研发的难度,因此,优化设计对突变株具有广谱免疫反应的疫苗显得尤为重要。本研究选取具有大量显性中和表位的受体结合域(Receptor-binding domain,RBD)蛋白作为目标抗原,在SARS-CoV-2经典株RBD序列的基础上引入多个VOCs的关键突变位点,将其与人IgG1 Fc片段融合表达,并结合CpG单佐剂、氢氧化铝单佐剂或CpG与氢氧化铝复合佐剂两剂次免疫小鼠,比较CpG联合铝佐剂相比单独使用铝或CpG佐剂诱导细胞免疫和体液免疫反应的增强作用,同时观察小鼠产生抗不同VOCs活病毒的交叉中和抗体滴度。结果显示,与单佐剂相比,RBD-Fc蛋白结合CpG与氢氧化铝复合佐剂免疫小鼠可产生最高的IgG结合抗体及高水平Th1偏向的细胞免疫应答。同时,小鼠血清还可以有效地中和SARS-CoV-2贝塔株(GMT:11143)、德尔塔株(GMT:4850)、经典株(GMT:3675),甚至是奥密克戎BA.1株(GMT:1393)和BA.5株(GMT:459)的感染。这些结果表明含有突变位点的SARS-CoV-2 RBD-Fc重组蛋白具有良好的潜力,联合使用CpG和铝佐剂可明显提高和平衡小鼠的细胞免疫反应,产生对不同SARS-CoV-2高滴度的交叉中和抗体,可作为一种广谱疫苗进一步研究和开发。

新型冠状病毒Omicron BA.4/5变异株RBD-Fc蛋白的表达及其免疫效果的评价

本研究针对新冠病毒Omicron BA.4/5的受体结合域(Receptor binding domain, RBD)构建一个连接Fc受体的二聚体蛋白BA.4/5-RBD-Fc(BRF)并评价其免疫原性。结果显示,两种佐剂组小鼠的二免后血清均可产生高滴度的IgG抗体且显著高于一免后血清(P<0.0001),BRF+AlOH/CpG组小鼠血清产生较为平衡的IgG1和IgG2a抗体应答,而BRF+BFA03组小鼠血清能产生更多的偏向Th2应答的IgG1抗体,且IgG1/IgG2a比值显著高于BRF+AlOH/CpG组(P<0.0001)。BRF+AlOH/CpG组产生的Th1应答的细胞因子干扰素γ(Interferon-γ,IFN-γ)高于BRF+BFA03组(P<0.01),而产生的Th2应答细胞因子白介素4(Interleukin-4,IL-4)IL-4显著低于BRF+BFA03组(P<0.01)。BRF蛋白结合不同佐剂两次免疫小鼠后的血清均可以有效中和目前Omicron主要的流行亚型BA.2与BA.4活病毒,产生高达19 334 598和17 224 096的中和抗体滴度。因此,BRF蛋白诱导小鼠血清产生的中和抗体针对Omicron系列变异株具有一定的广谱性,AlOH/CpG佐剂可以使BRF蛋白产生偏向Th1的免疫应答反应,而BFA03佐剂产生明显偏向Th2的免疫应答反应。本研究为新冠Omicron变异株亚单位疫苗的研发提供有效的科学依据。

仙台病毒递送新型冠状病毒RBD蛋白鼻内免疫接种增强呼吸道黏膜和系统性免疫应答的初步研究

目的 研究仙台病毒(SeV)作为递送载体在增强新型冠状病毒(SARS-CoV-2)RBD蛋白诱导呼吸道黏膜和系统性免疫应答的特征。方法 利用同源重组技术构建SARS-CoV-2 RBD与抗体Fc融合蛋白编码基因的真核表达质粒,将其转染293-T细胞中进行表达并用Western blotting验证;将RBD-Fc融合蛋白表达质粒转染293-T细胞大量表达并使用亲和层析进行蛋白纯化;通过SeV递送RBD-Fc蛋白进行鼻内免疫接种,同时设置RBD-Fc组、SeV组、PBS组作为对照,各组分别在2周后加强免疫1次,3周后检测血清样本和肺泡灌洗液(BALF)中特异性抗体水平。结果 RBD、Fc蛋白编码基因片段通过重叠PCR方法得到融合蛋白基因片段(RBD-Fc),成功构建pCAGGS-RBD-Fc真核表达质粒;Western blotting结果显示RBD-Fc融合蛋白的表达条带符合预期大小,大量表达后经亲和层析获得一条单一的接近Mr 60 000的条带,与预期大小一致,纯度高;与RBD-Fc组、SeV组、PBS组相比,SeV递送RBD-Fc蛋白通过鼻腔加强免疫小鼠后的血清样本和BALF中均可检测到RBD特异性IgG(血清样本:P<0.01;BALF样本:P<0.05),且BALF中RBD特异性IgA相比RBD-Fc组有一定升高。结论 SeV在递送SARS-CoV-2 RBD蛋白进行鼻内免疫接种方面能够诱导一定水平的黏膜免疫和系统性免疫,为呼吸道传染病的黏膜疫苗研究奠定了初步的实验基础。

PID控制器与CFD的耦合模拟技术研究及应用

飞行控制系统(FCS)与计算流体力学(CFD)的耦合求解是一个崭新的研究领域。传统的飞行控制系统的工程仿真方法依靠气动力模型或气动力数据库得到不同飞行姿态的气动力;而当前方法通过耦合求解Navier-Stokes方程和刚体动力学方程(RBD)以获取飞行器运动过程实时流场和非定常气动力。由于充分反映了气动力的非定常、非线性效应,因而从根本上保证了飞行控制系统仿真的精度。以方形截面导弹俯仰姿态控制为例,首先给出了系统的传递函数,并基于系统在单位阶跃舵偏操纵下的开环响应特性,提出了传递函数的修正方法,进而设计了该外形俯仰姿态控制的PID控制器。数值模拟了不同控制参数时,P控制器、PD控制器和PID控制器的控制效果。针对不同的控制指令,根据建立的控制律,数值模拟了飞行器在PID控制器作用下的实时响应过程,最终成功实现了对飞行器的俯仰姿态控制。研究发现,当飞行器作慢速机动时,工程仿真与CFD数值计算的结果吻合很好,两种方法可以互相验证;但快速机动时,两种方法给出的结果差异明显,基于CFD的耦合模拟方法由于模拟了飞行器运动和舵面偏转导致的非定常流动过程,其结果比基于静态气动力的工程方法的可靠性更高。在大攻角和快速机动等非定常效应较强时,采用CFD方法评估和验证飞行控制系统是很有必要的。