在新冠之後，諾如病毒（norovirus）也走進了大眾的認知領域。
事實上，早在1995年就報導了首例諾如感染引起急性腹瀉。每年諾如病毒導致數億例食物中毒病例，雖然它屬於自限性疾病，病情能夠自我緩解且自行消退，但身體抵抗力較差的老年人、低齡兒童以及有其他基礎疾病的人群可能會引起併發症，嚴重時危及生命。由於諾如病毒的實驗室培養條件問題阻礙了諾如病毒疫苗的研發，目前對於諾如病毒沒有特效藥。
近日，來自史丹佛大學藥學院和華盛頓大學醫學院的科學家們使用一種創新性方法，藉助輪狀病毒（rotavirus）來製造針對諾如病毒疫苗的創新策略引起大家的關注。並且他們使用了腸道類器官培養系統來檢測該方法的有效性。在針對諾如病毒和其它腸道病原體疾病上，這項研究成果極大的鼓舞了基於輪狀病毒的下一代多價腸道疫苗的研發信心。
首先，研究者們合成了表達人諾如病毒VP1蛋白的重組輪狀病毒，下圖B和C可以看到，在MA104感染細胞中，重組病毒的生長動力學表明，病毒在1和0.01的感染倍數(MOI) /細胞中有效複製(圖1 d)，儘管表達重組人輪狀病毒的病毒滴度略低於野生型輪狀病毒。接下來，透過免疫染色證明了重組輪狀病毒在感染細胞中表達人諾如病毒 VP1(圖1 d)。這些資料表明重組輪狀病毒在感染細胞中可以按照預期正常表達人諾如病毒 VP1蛋白。
體外實驗鑑定重組輪狀病毒rRRV-HuNoV-VP1
圖片來源：DOI: 10.1073/pnas.2214421120
隨後研究者們發現與對照野生型輪狀病毒一樣，重組輪狀病毒在接種後早期引起免疫健全的129sv幼崽小鼠腹瀉。檢測5 d齡免疫缺陷幼鼠的腹瀉率和糞便中的輪狀病毒，野生型輪狀病毒和重組輪狀病毒都在感染後1 – 4 d引起腹瀉(下圖C)，並在接種後1 – 7天內，在免疫缺陷幼崽中均有少量糞便輪狀病毒脫落，脫落量無顯著差異(下圖D)。這些資料表明，先天性免疫反應可能在輪狀病毒引起的腹瀉中發揮作用。這些資料表明在不論免疫健全或者免疫缺陷小鼠中，重組輪狀病毒引起腹瀉的能力和對照野生型輪狀病毒相似。
諾如病毒VP1基因插入對RV體內複製及發病機制的影響
圖片來源：DOI: 10.1073/pnas.2214421120
與免疫染色資料一致，口服重組輪狀病毒小鼠的所有血清在4周時就對輪狀病毒產生反應。同時，一半的免疫健全129sv小鼠在6周時，血清中就開始出現抗人諾如病毒抗體（下圖C)。基於這些發現得出：感染了重組輪狀病毒的小鼠血清中含有針對輪狀病毒和人諾如病毒VLP的抗體。
重組輪狀病毒感染小鼠後產生對輪狀病毒和人諾如病毒 VLPs的全身抗體反應
圖片來源：DOI: 10.1073/pnas.2214421120
進一步評估了血清抗體對這兩種病毒的中和活性。他們採用的是基於人類腸道類器官培養的中和實驗，更好的模擬了人類腸道環境。如下圖可以看到，血清中產生的抗體可以有效的減少諾如病毒的複製數。這些資料支援重組輪狀病毒在Stat1−/−乳鼠中誘導了針對兩種病毒的抗體反應，並且都具有有效中和人諾如病毒的能力。
重組輪狀病毒感染小鼠後產生的抗體在腸道類器官培養中對諾如病毒的中和作用
圖片來源：DOI: 10.1073/pnas.2214421120
最後，研究者們發現輪狀病毒特異的IgA的糞便標本 (下圖 A和B) 。感染後糞便樣本也包含人諾如病毒VLP-特異的IgA (下圖 C和D)。
腸道中分泌的IgA經常被認為是預防腸道病原體的關鍵組分。因此，他們測試了糞便樣本對於輪狀病毒和人諾如病毒的中和能力。如下圖E，糞便樣本#2和#4在稀釋1/64% (w/v) 時表現出較好的抗輪狀病毒特性。關鍵的是，使用1% (w/v)糞便懸浮液進行的人體腸道類器官檢測中，糞便樣本#2和#4也可以將人諾如病毒滴度降低到中和閾值(下圖F)。因此這些結果表明重組輪狀病毒在乳鼠體內誘導了針對輪狀病毒和人諾如病毒的功能性腸道免疫應答。
重組輪狀病毒感染後小鼠抗輪狀病毒和人諾如病毒 VLPs的黏膜抗體反應
圖片來源：DOI: 10.1073/pnas.2214421120
總之這篇研究構建了含有人諾如病毒蛋白VP1和P結構域基因的重組輪狀病毒，並且該重組病毒在感染細胞中表達人諾如病毒VP1和P蛋白，最終乳鼠在口服重組輪狀病毒後誘導了對輪狀病毒和人諾如病毒的全身和粘膜免疫反應。有趣的是，同時他們採用了實驗室腸道類器官培養系統，模擬真實腸道病毒表面環境，更好的看到血清或腸道抗體的有效中和病毒作用。
這項研究的資料證明了輪狀病毒可以被設計為一種“兩用”腸道疫苗載體(即一種候選的輪狀病毒和人諾如病毒聯合的活疫苗)提出了直接證據。下一步研究者們主要集中於該重組病毒在動物體內的更多有效性和安全性驗證資料（比如是否可以預防諾如病毒），期待他們的結果以及其他腸道疾病病毒的研究。
參考資料：
Takahiro Kawagishi. et al. Mucosal and systemic neutralizing antibodies to norovirus induced in infant mice orally inoculated with recombinant rotaviruses. PNAS. 2023 Jau 26. doi: 10.1073/pnas.2214421120.
來自： 生物谷