中国团队设计新冠疫苗新平台,发布mRNA首个动物实验数据
疫苗被认为是终止此次新冠大流行,并帮助恢复全球经济的最有效方法之一。来自上海交大、复旦大学等机构的联合科研团队最近设计了一款mRNA新冠疫苗。该疫苗通过模拟冠状病毒表面蛋白和内部核酸,从而结合了灭活疫苗和mRNA疫苗的功能,这为全球的抗疫提供了一个全新的疫苗平台。这款疫苗名为ShaCoVacc,通过单次注射,即可诱导强烈的刺突特异性体液免疫反应,并具有有效的中和活性。

值得注意的是,目前mRNA新冠疫苗还未有动物实验的详细数据披露,该团队提供的数据也是全球首个。以上研究来自当地时间5月15日,《单剂量SARS-CoV-2模拟颗粒疫苗诱导有效的中和活性》(A single dose SARS-CoV-2 simulating particle vaccine induces potent neutralizing activities),研究人员来自上海交通大学、复旦大学、上海本导基因技术有限公司、国家北京药物安全评价研究中心、贵州医科大学。该项研究的通讯作者为复旦大学基础医学院应天雷研究员、复旦大学附属上海眼耳鼻喉科医院副主任医师洪佳旭,以及上海交通大学系统生物医学研究院蔡宇伽研究员。

为了产生类似天然的免疫原,又不引起感染,研究者通过将编码mRNA刺突蛋白(Spike)注入的病毒模拟颗粒(VSPs)内部,该病毒模拟颗粒由慢病毒颗粒衍生而来;研究者还对病毒模拟颗粒表面的刺突蛋白进行了修饰。该研究表征了新疫苗平台的mRNA拷贝数、糖基化状态、转导效率和先天免疫特性。

重要的是,研究显示ShaCoVacc通过单次注射,即可诱导强烈的刺突特异性体液免疫反应,并具有有效的中和活性。另外,研究者使用肽微阵列公开了刺突特异性抗体的表位,并揭示了对特异性中和抗体敏感的表位。这些结果支持ShaCoVacc作为COVID-19的候选疫苗,可进一步开发,而病毒模拟颗粒可以作为新兴传染病的新疫苗平台。

在过去的几十年中,许多疫苗平台已经被批准用于市场或临床试验。减毒活疫苗是弱化的病原体,可引起强烈的体液和细胞免疫反应,但也有感染风险,尤其是对免疫功能低下的人。灭活疫苗可杀死具有完整结构的病原体并破坏其遗传物质,因此风险较低,但功效也较低。

蛋白质亚单位疫苗、DNA疫苗和mRNA疫苗通常是安全的,但很难从本质上反映出病毒免疫原的构象结构。病毒样颗粒(VLP)是残缺颗粒,具有能够以其天然构象呈现病毒刺突并引发构象依赖性中和抗体的能力。而更类似于病原体的VLP其表面有刺突结构,内部有编码抗原核酸。哪种疫苗平台真正适用于SARS-CoV-2仍未知,这使得开发新的疫苗平台具有重要意义。由于在新冠患者康复期中已检测到中和抗体,因此模拟SARS-CoV-2的疫苗可以将抗原传递给免疫系统,这与真实病毒的方式几乎相同,从而激发类似的有效免疫响应。

研究者设计了一种候选疫苗,方法是将刺突蛋白包封在病毒模拟颗粒(VSP)中,并对其表面进行修饰。该病毒模拟颗粒以慢病毒颗粒的形式分别以mRNA和蛋白质模拟野生型SARS-CoV-2。假设,通过携带mRNA的慢病毒颗粒产生过程中,能够实现对全长刺突的表达。

为了将全长刺突mRNA包装到病毒模拟颗粒中,研究者还设计了一个刺突构建体,该刺突构建体在其转录物上表达带有6X MS2 stem loop的刺突蛋白,这使得刺突mRNA通过与MS2外套融合的GagPol相互作用而被包装到病毒模拟颗粒中。



同时,作为包膜蛋白,刺突蛋白会自动组装到病毒模拟颗粒的膜中。



为了检查是否已将刺突蛋白mRNA按照设计包装到慢病毒颗粒中,研究者进行了RT-qPCR,发现每个病毒模拟颗粒平均有3或4个拷贝的刺突蛋白mRNA。为了验证刺突蛋白是否已经组装成病毒模拟颗粒及其糖基化状态,研究者以整合缺陷型慢病毒(IDLV)为对照对病毒模拟颗粒的裂解物进行了蛋白质印迹分析。分析发现,其成功修饰了带有或不带有病毒模拟颗粒突变的刺突蛋白,同时可以装载更多的突变此刺突蛋白。

由于糖基化影响疫苗的免疫原性和免疫优势,实验检查了病毒模拟颗粒表面刺突的糖基化状态。值得注意的是,PNGase F处理后,S2带向下移动,表明病毒模拟颗粒上的刺突蛋白被N-连接的糖基化修饰,这与质谱法揭示的SARS-CoV-2的近期发现一致。

接下来,研究者将病毒模拟颗粒转导至293T细胞并评估了刺突蛋白的表达。在感染后36小时收获了细胞,进行Western印迹分析。在这里,研究者仍然观察到病毒模拟颗粒在293T细胞中的刺突蛋白表达,表明VSV-G被共组装成病毒模拟颗粒,从而扩大了它们的向性。研究者发现了两个主要的刺突带,可能是糖基化的全长单刺突及其二聚体/三聚体形式。



此外,研究者使用共聚焦分析法对转染或转导的293T细胞进行了确认,其表达了刺突。为了检查病毒模拟颗粒的先天免疫特性,使用THP-1衍生的巨噬细胞作为核酸传感模型,发现I型干扰素(IFN)和IFN刺激的基因ISG-15和视黄酸诱导的基因没有明显增加I(RIG-I)。由于带刺突的病毒模拟颗粒比野生型对应物更有效地掺入了刺突的mRNA和蛋白,因此研究者选择它作为体内评估的候选疫苗(指定为ShaCoVacc)。



为了获得ShaCoVacc的免疫原性,研究者将候选疫苗注射到C57BL / 6J小鼠中。在接种疫苗后两周后,对小鼠血清进行了酶联免疫吸附测定(ELISA),以获取刺突特异性IgG。研究者观察到了刺突特异性IgG的显著诱导。

为了评估中和抗体的产生,还使用了编码萤火虫荧光素酶的刺突假型HIV进行了中和测定——一种成熟的伪病毒中和测定。有趣的是,在研究中,单次注射ShaCoVacc可以诱导针对SARS-CoV-2的即刻有效免疫反应,而灭活疫苗则需要至少两次或三剂注射。

研究者还采用了刺突假型慢病毒,该慢病毒编码GFP来转导Huh-7细胞。实验发现,用来自疫苗接种小鼠的1:40稀释血清进行的预培养几乎完全消除了荧光,这对于安慰剂组和阳性对照很明显。有趣的是,来自接种小鼠的血清在Huh-7细胞中没有抑制VSV-G假型慢病毒的转导,这表明中和抗体具有刺突特异性。

T细胞免疫应答通常对于疫苗控制病毒感染的功能很重要。但是,在COVID-19中,细胞因子的过度产生与症状严重程度相关。因此,研究团队认为,对于任何SARS5 CoV-2疫苗,细胞免疫都必须谨慎。

在这项研究中,通过模拟带有刺突衍生肽池的脾细胞来评估T细胞免疫反应。研究者没有发现IFN-γ和IL-2的表达增加,这表明对于ShaCoVacc而言,刺突特异性细胞免疫反应并不显著。这与最近的灭活SARS-CoV-2疫苗研究相一致,该疫苗具有保护作用,但未发现接种猕猴的淋巴细胞和关键细胞因子的百分比有显著变化。此外,在疫苗接种过程中未发现ShaCoVacc引起的体重减轻,表明无明显毒性。



通过解剖接种疫苗的小鼠,可进一步了解刺突特异性抗体的线性表位特征,研究者使用了一种新开发的肽微阵列,其中包含覆盖刺突整个长度的短肽。研究者发现,与疫苗接种组的某些刺突肽相对应的信号强度各不相同,安慰剂治疗的小鼠则未观察到信号。

研究团队还量化了分别针对S1域和受体结合域(RBD)的抗体的信号强度。接种小鼠的血清在两个结构域均引发了明显较高的信号,这与此前刺突特异性抗体的ELISA分析和中和测定相吻合。

为了获得表位的全景图,他们绘制了所有疫苗接种小鼠的热图,发现每只疫苗接种小鼠的抗原决定簇特征是不同的。但是,该研究还发现了66.7%的接种小鼠有三个常见的表位(S2-22,S2-76和S2-83)。从康复者血清中提取的针对该表位的抗体已显示出强大的中和活性。值得注意的是,S2-76和S2-83表位是保守的表位,并由SARS-CoV和SARS-CoV-2共享。

总的来说,该研究通过模拟冠状病毒表面蛋白和内部核酸,从而结合了灭活疫苗和mRNA疫苗的功能,提供了一个新的疫苗平台。由于SARS-CoV-2的资源有限,研究者目前无法用真实病毒再次感染接种过的动物。未来,研究者将进一步揭示了接种小鼠的表位概况和易受特定中和抗体影响的表位,这可能有助于药物和抗体的开发。

【深入挖掘原料价值,精准动物营养配方 探秘嘉吉5H无抗动物健康解决方案精髓】饲料禁抗进入倒计时,为减少饲料禁抗给养殖业带来的影响,各大企业纷纷提出自己的替抗产品或方案,其中当属功能性的添加剂产品最为火热,但殊不知,饲料替抗本身是一个系统性的工程,需要从原料、营养、饲养管理等各环节共同协作,才能更好地应对饲料禁抗。

嘉吉推出了5H无抗动物健康解决方案,从饲料健康、营养健康、肠道健康、免疫健康、农场健康五个方面来助力饲料和养殖企业应对无抗,提升收益。值此饲料禁抗即将到来之际,由中国饲料行业信息网主办的绿养先踪第四季推出探案寻方活动,寻找业内优秀的饲料替抗方案和产品,本期我们连线了嘉吉动物营养,邀请嘉吉动物营养猪技术应用负责人郭鹏飞博士、猪料技术总监詹建良博士以及中国品管总监于艺洋女士,详细阐述了嘉吉如何从原料、加工工艺、功能性添加剂产品以及农场管理等各个环节来助力养殖业实现饲料无抗。

中国饲料行业信息网连线嘉吉动物营养猪料技术总监詹建良博士、嘉吉动物营养猪营养技术总监郭鹏飞博士以及嘉吉动物营养中国区品控总监于艺洋女士共同探讨饲料禁抗话题

嘉吉5H无抗动物健康解决方案的深层含义

嘉吉作为饲料无抗的先行者,结合国内的饲料养殖现状,将欧美等国家丰富的饲料替抗技术和农场经验应用到产品设计和技术服务中,推出了嘉吉5H无抗动物健康解决方案,5H分别是Feed Health饲料健康、Nutrition Health营养健康、Gut Health肠道健康、Immune Health免疫健康、Farm Health农场健康。

嘉吉动物营养猪营养技术总监向我们简单介绍了5个健康的主要内容。
1 Feed Health饲料健康,主要从原料的选择,品质管理,加工工艺等方面保证饲料端的安全。
2 Nutrition Health营养健康,使用特有的净能体系和可消化氨基酸体系等技术实现精准营养,旨在保证动物健康和生长性能。
3 Gut Health肠道健康,在均衡营养基础上,应用低蛋白日粮技术、肠道可发酵的蛋白技术和可发酵碳水化合物技术,结合一些抑菌、抗腹泻的功能性的添加剂组合,控制肠道后段的养分发酵,旨在改善肠道菌群的平衡,提高肠道健康,减少腹泻和疾病发生。
4 Immune Health免疫健康,通过合理的营养水平,尤其是能量和氨基酸水平,补充相应的添加剂组合,旨在提高免疫力,缓解应激,改善动物健康。
5 Farm Health农场健康,提供一系列的农场解决方案和服务,帮助客户改善农场环境、加强生物安全防控、提高饲养管理水平,为动物健康保驾护航
  
嘉吉5H无抗动物健康解决方案是系统性的营养方案和农场管理相结合,可根据客户不同的需求提供差异化、客制化的饲料无抗解决方案,方案中五大健康环环相扣、体系化作用,旨在全面保证动物健康,携手客户共同面对无抗挑战,推动畜牧业的健康发展。

  
嘉吉从饲料端改善动物健康的方法有哪些?

一是对原料的选择和营养价值评定
詹建良博士提到“为了动物健康需要从营养、功能性添加剂方面降低肠道应激与免疫反应,带来肠道与免疫健康,在原料来源方面就要努力提高原料消化率。”嘉吉乐融易就是一款通过特殊工艺处理、3小时消化吸收率高达95%的优质蛋白源,它可以最大程度的被小肠吸收利用,进而减少到达后肠的可发酵蛋白比例,减少被有害菌的利用产生生物胺、吲哚、细菌毒素等有害物质,维护肠道健康、减少动物腹泻的几率;
  
二是原料与成品品质的把控
嘉吉动物营养中国品管总监于艺洋女士阐述了嘉吉全流程管控的品控体系,主要由“原料质量管理”、“生产过程质量管理”、“产品质量管理”、“农场质量管理”四大部分组成,满足设计质量, 生产质量,使用质量和服务质量四大质量需求。源头上通过供应商管理、原产地控制、毒素管理、对法律法规要求检测指标的管理以及特殊指标的检测等方面对原料品质进行全方位把控。
  
嘉吉的近红外分析仪NIR数据库涵盖200多种原料、200多万份原料数据信息,可以及时准确的把握原料的品质;霉菌毒素不仅会污染饲料,还会消耗饲料中的营养物质,对动物健康造成影响。嘉吉拥有全球最大的原料毒素分析数据库,每年全球超过15万份样品的毒素分析,可以让嘉吉及时掌握全球原料的毒素风险;对于最常见的原料玉米,除了常规的物理指标检测外,嘉吉还检测其脂肪酸含量以及总淀粉值,更全面的把控玉米的品质。

嘉吉动物营养与健康中国区中心实验室
  
无抗的过渡时期,在品控这一方面也需要注意很多关键点,于总提到有对于MARA 246公告的解读和培训(兽医处方药) 以及药品库存的把控、标签和回机料的把控、洗仓程序的更新等相关的工作,也需要一步步的跟进与落实。
  
三是精准营养的把握
营养不仅和动物的生产性能密切相关,同时也是决定动物健康的关键因素之一。嘉吉营养体系CNS是实现精准营养的强大后盾!过犹不及的营养意味的不只是饲料营养浪费,而会因为过多蛋白摄取,增加后肠有害菌利用这些不可消化蛋白生长代谢,产生氨气、吲哚与细菌毒素,相对抑制有益菌的生长,造成肠道受到损伤,增加下痢的风险。嘉吉低蛋白与满足可消化氨基酸水平的饲粮设计,结合应用可发酵蛋白技术管理,就是为了减少不可消化蛋白摄取,进而达到降低下痢风险的目的。可发酵纤维的应用是利用后肠有益菌能够发酵利用的纤维来源,产生可以被肠道细胞做为能量来源的短链挥发性脂肪酸,降低区域肠道的pH值,抑制有害菌的生长繁殖,达到促进肠道健康,减少下痢风险。
  
四是优化加工工艺
通过对原料的预处理、粉碎粒度的调整以及成品的制粒工艺等的改善实现饲料品质的提升。嘉吉动物营养猪料技术总监詹建良博士说,海绵微破碎工艺(Micrum)是嘉吉开发出特殊的生产工艺,其良好的溶水性和悬浮效应,在体内可以最大程度增大与消化酶接触的表面积,进而提高饲料的消化利用率,称为海绵就是它可以像海绵一样吸收水分;肠道内富含有很多内源酵素,可以进入到饲料颗粒当中,让整个饲料在肠道内形成一个悬浮不分层的效果,加大了饲料与消化酶接触的表面积,提高饲料在体内的消化率,微破碎是产品形成像海绵一样的小颗粒,兼具粉料与颗粒料的优势,提高仔猪在采食量、日增重和料肉比的同时减少饲料浪费,节约生产成本。

对于教保料来说,由于多数含有乳制品以及一些热敏性原料,所以要避免加热过度导致的蛋白质变性,从而造成可发酵蛋白的增加,进而影响肠道健康。嘉吉在欧洲市场已经长期且广泛应用这个加工工艺生产高档乳仔猪产品。在中国,嘉吉也将这个优势的生产工艺应用在教保料系列的产品上面。
  
五是功能性添加剂的合理搭配使用
嘉吉通过对多种替抗产品的试验研究表明,减少仔猪腹泻,在优选原料和精确营养的基础上,还需要使用一些添加剂产品来实现。选用提高仔猪肠道健康的添加剂,公认的有酸化剂、精油以及植物性的饲料添加剂等。嘉普乐酸A是一款含有6种酸或酸盐的复合有机酸,包括了快速和缓释的成分,可以保证酸化剂全肠道、长时间发挥作用,对于刺激仔猪消化酶的分泌,抑制肠道病原菌生长是十分关键和有效的,而且试验证明使用复合酸化剂的效果明显优于单酸。此外,嘉吉也对精油以及植物类的饲料添加剂做了大量的关于效果、稳定性等方面评价,嘉吉的肥速达F是专为猪设计,经过过欧盟认证的促生长植物性饲料添加剂。可以抑制病原菌黏附,同时促进动物采食和消化酶分泌,稳定性和应用效果都很好。

嘉吉的经验告诉我们,在无抗饲料中使用一些高品质的蛋白原料,结合酸化剂和植物性饲料添加剂,可以很好的改善仔猪肠道菌群结构、维持肠道上皮细胞的完整、促进动物的消化和采食,起到很好的饲料替抗的作用。

提升农场管理水平,饲料端和养殖端双管齐下,应对饲料无抗

郭鹏飞博士坦言,“精准的营养,合理的配方,有时也很难保证所有客户使用饲料时都有好的效果。”因此,帮助客户改善农场环境,提高饲养管理水平,提供有效的农场解决方案,也就是将农场端和饲料端有机结合、同时改进,方能应对饲料禁抗带来的挑战。

嘉吉认为在农场健康方面,最重要的是加强生物安全防控,阻断病原菌进入农场的途径,减少疾病的风险,所以在无抗条件下,除了生物安全,也要注意猪生长的环境,嘉吉也协助农场建立农场环境评估,将病猪隔离治疗,同时提供农场猪群的健康管理方案,即嘉吉从生物安全,环境控制,饲养管理,以及营养提升方面为农场现场管理提供了合理化建议。
  
深耕动物营养,持续滋养世界

嘉吉5H无抗动物健康解决方案,基于嘉吉130余年对动物营养的积累、在功能性原料与添加剂的深入研究、以及专业的农场管理方案和对欧洲20年无抗方案应用的成功经验,旨在助力中国养殖者和饲料企业应对无抗,提升收益。

一直以来嘉吉秉承“Innovate what matters!”的研发理念,深耕动物营养领域,关注客户需求和行业发展,在技术研发和创新领域不断持续的投入。

嘉吉嘉吉动物营养也将持续推动养殖业的健康发展,通过为客户提供系统化的营养解决方案,用心守护从农场到餐桌,以安全、负责任和可持续的方式滋养世界。

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