【文献阅读】在哪里接种麻疹病毒疫苗最好？(简洁是杰出的灵魂！）

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编者按：近日，Natrure杂志子刊 npj Vaccines刊登了荷兰鹿特丹港市伊拉斯谟医学中心的Rik L. de Swart等人的论文《对非人灵长类下呼吸道麻疹病毒无针疫苗的注射引出最佳免疫力和保护》。该研究通过向四组猕猴皮下注射、气管内接种、鼻内滴注、及气溶胶吸入，来免疫表达绿色荧光蛋白的重组麻疹病毒疫苗。通过安乐死每组一半的猕猴，来观察病毒复制和趋向性；通过剩下一半存活14个月，来比较免疫原性和对野生型麻疹病毒感染产生的保护。该工作揭示了疫苗病毒向下呼吸道释放导致了最高的免疫原性和保护，阐明了一个减毒活麻疹疫苗病毒的向性运动，鉴定了肺泡的空间作为麻疹病毒疫苗呼吸道释放的最佳位点。   
尽管麻疹减毒活疫苗降低了麻疹病毒儿童死亡率，仍存在维持冷链运输的依赖性、对受过培训的医疗保健人员的需求、对无菌的皮下注射的要求及伴随的废弃物的处理等限制。无针麻疹疫苗免疫，即通过气溶胶吸入来执行的免疫，被认为是有前景的技术。但是，当它初次免疫婴儿时，气溶胶免疫比起注射引起了更低的血清阳转率。至今，减毒活疫苗麻疹病毒在体内的趋向运动和衰减的分子基础仍不清楚，研究者想通过这项研究比较四种接种方式疫苗病毒的复制率，向性运动，免疫原性和保护效果的不同，来决定麻疹病毒疫苗免疫的最佳位置。
一．研究设计
四组12只猕猴分别通过肌内、鼻内、气管内和气溶胶吸入的途径，免疫表达加强的绿色荧光蛋白（EGFP）的重组麻疹病毒疫苗（rMVEZEGFP ）。每组六只动物在3、5及7天被安乐死，以研究病毒的复制及趋向性；另外六只被随访14个月来评估抵抗野毒株产生的免疫原性和保护性（如图1）。

                              图1   研究设计
二．复制
标本在免疫后9天内被收集来筛查麻疹病毒感染的细胞（EGFP+），研究者用荧光激活细胞分选术，结合紫外显微镜和病毒分离来评估病毒的复制。高频率的被病毒感染的细胞持续地在气管内组和气溶胶吸入组被检出，而没有在肌内组和鼻内组大部分动物的支气管肺泡灌洗液中检出（图2.b）。

对支气管肺泡灌洗液的荧光激活细胞分选术散点图显示至少两种细胞独立的总体存在于肺泡灌洗液中，一种有低的前向散射（FSC）和侧向散射(SSC)值，第二种有较高的FSC和SSC值(图2.c)。大量包含麻疹病毒感染细胞的肺泡灌洗液标本用特异的抗体染色以评估麻疹感染细胞的类型，以T淋巴细胞最多。
研究者又对未染色的外周单核细胞做了荧光激活细胞分选术实验，除了肌内组的两个例外，其余组外周单核细胞感染麻疹病毒的数量持续低于10/10万(图2.d)。这与病毒分离数据一致，在感染后任何试图从外周单核细胞中分离疫苗病毒的努力都是不成功的。
研究者对免疫后3、5、7天安乐死的动物的在免疫位点的肌肉切片用紫外显微镜进行筛查，以检测重组麻疹疫苗绿色荧光蛋白。研究者在肌内组的所有动物注射位点附近的肌肉组织间发现绿色荧光蛋白阳性（感染麻疹病毒）的细胞，而没有在经呼吸途径免疫的任何动物上发现(图2.e)。在上呼吸道检出感染病毒的细胞数量（经鼻内或气溶胶吸入）远远低于下呼吸道（经气管内或气溶胶吸入）。

图2  复制
三．趋向性
    猕猴在免疫后的3、5、7天被放血安乐死，尸检时肺被充满低熔点的琼脂糖（能在冰上凝固）。肺切片用紫外显微镜筛查麻疹病毒感染的细胞。从等高、固定、石蜡包埋的组织制备7微米的截面，以确定小数量的病毒感染细胞。因福尔马林固定损伤了荧光蛋白的荧光性，每十个截面中的一个，用一个抗加强绿色荧光蛋白的单克隆抗体和共轭辣根过氧化物酶次级抗体染色，用苏木精复染（图3）。研究者发现麻疹疫苗病毒主要在骨髓细胞和淋巴细胞复制，很少在上皮细胞。

图3  趋向性
四．免疫原性
  研究者通过酶联免疫反应、病毒中和、麻疹病毒融合的间接免疫荧光及血凝素、糖蛋白特异抗体来检测血清抗体反应，发现在下呼吸道免疫比肌内注射产生了更高的免疫原性，但是专一地免疫于上呼吸道持续地产生更低的免疫反应。
五. 保护性
在免疫后的14个月，所有24只猕猴及4只血清反应阴性的对照猕猴，各通过气管内接种一剂104 TCID50 野毒株Bilthoven。感染时，在大多数免疫动物上的麻疹病毒特异血清抗体水平高于先前鉴定的免疫学相关保护水平120-200 mIU/m（图4a,b）。麻疹病毒感染的支气管肺泡灌洗液细胞和外周单核细胞的频率被测量，使用一个感染中心试验来评估对感染的保护水平（图4c,d）。麻疹病毒特异的血清抗体反应在感染后不同时间点的测量证明了在所有免疫动物上加快的次级免疫反应，与对照动物首次更慢的免疫反应相比（图4e,f）。研究者发现麻疹疫苗向下呼吸道免疫（气管内和气溶胶吸入）产生了更高的免疫原性和抗野毒株更高水平的保护。

图4   保护性
综上，该研究发现向下呼吸道免疫麻疹病毒更为合理。先前发现在婴儿身上产生的差的免疫原性主要由于疫苗病毒向其下呼吸道暴露的时间较短，将来仍要在婴儿身上开展呼吸道麻疹疫苗的评估实验。

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Needle-free delivery of measles virus vaccine to the lower respiratory tract of non-human primates elicits optimal immunity and protection

npj Vaccines 2, Article number: 22 (2017)
doi:10.1038/s41541-017-0022-8

Abstract
Needle-free measles virus vaccination by aerosol inhalation has many potential benefits. The current standard route of vaccination is subcutaneous injection, whereas measles virus is an airborne pathogen. However, the target cells that support replication of live-attenuated measles virus vaccines in the respiratory tract are largely unknown. The aims of this study were to assess the in vivo tropism of live-attenuated measles virus and determine whether respiratory measles virus vaccination should target the upper or lower respiratory tract. Four groups of twelve cynomolgus macaques were immunized with 104 TCID50 of recombinant measles virus vaccine strain Edmonston-Zagreb expressing enhanced green fluorescent protein. The vaccine virus was grown in MRC-5 cells and formulated with identical stabilizers and excipients as used in the commercial MVEZ vaccine produced by the Serum Institute of India. Animals were immunized by hypodermic injection, intra-tracheal inoculation, intra-nasal instillation, or aerosol inhalation. In each group six animals were euthanized at early time points post-vaccination, whereas the other six were followed for 14 months to assess immunogenicity and protection from challenge infection with wild-type measles virus. At early time-points, enhanced green fluorescent protein-positive measles virus-infected cells were detected locally in the muscle, nasal tissues, lungs, and draining lymph nodes. Systemic vaccine virus replication and viremia were virtually absent. Infected macrophages, dendritic cells and tissue-resident lymphocytes predominated. Exclusive delivery of vaccine virus to the lower respiratory tract resulted in highest immunogenicity and protection. This study sheds light on the tropism of a live-attenuated measles virus vaccine and identifies the alveolar spaces as the optimal site for respiratory delivery of measles virus vaccine.

https://www.nature.com/articles/s41541-017-0022-8

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