Rational Design of a Live Attenuated Dengue Vaccine: 2′-O-Methyltransferase Mutants Are Highly Attenuated and Immunogenic in Mice and Macaques

Roland Züst, et al. PLoS Pathog (2013) 9(8): e1003521.

Speaker: Chung-Lin Li (利宗霖)                  Time: 15:10~16:00, Oct. 29, 2014

Commentator: Dr. Oscar Perng (彭貴春 老師)      Place: Room 601

Abstract

    根據WHO的報導，有超過25億的人暴露在dengue virus (DENV)感染的風險中，且每年大約有5千到一億人受到DENV的感染，然而目前並沒有好的抗病毒藥物或是可以使用的疫苗。目前針對vaccine virus以及poliovirus (Sabin)等均是使用減毒疫苗，減毒疫苗的優點是會引起宿主的免疫反應以及免疫記憶，但是不會讓宿主致病。DENV的NS5蛋白質具有多重的功能，包跨RNA-dependent RNA polymerase以及methyltransferase (MTase)，MTase會將RNA的5’端加上cap，在這篇研究中，作者利用2’-O-MTase mutant 的DENV來製成減毒疫苗，首先，作者發現單一點突變E217S以及二重點突變K61A+E217A會讓2’-O-methylation的功能喪失，而WT或是突變的病毒造成的plaque型態均相同，但是2’-O-MTase mutant 的DENV在Vero以及C6/36細胞中具有較低的複製能力，且突變的病毒對於第一型IFN非常敏感。接著作者用2’-O-MTase mutant 的DENV來致免老鼠，發現突變的病毒是能夠引起老鼠產生T cell活化，且能對抗同型的DENV感染，雖然老鼠內的抗體較使用WT病毒致免老鼠所產生的抗體要來的低。另外使用能產生更嚴重病狀的DENV病毒株(D2Y98P)，發現經過突變病毒致免的老鼠能夠存活下來。接著作者想要看對於免疫健全的宿主，致免2’-O-MTase mutant 的DENV其安全性及效用，作者使用Rhesus monkey當作實驗動物，發現所有的Rhesus monkeys均能產生neutralizing antibody而只有一隻Rhesus monkey引起viremia，將致免過的Rhesus monkey給予一般DENV的感染，發現所有Rhesus monkey均沒有viremia的產生。最後也發現2’-O-MTase mutant 的DENV並無法感染Ae. Aegypti且無法藉由蚊子所傳播。綜合以上2’-O-MTase mutant 的DENV未來可能可以開發成減毒疫苗。

References:

1.     Pulendran B, Ahmed R (2011) Immunological mechanisms of vaccination. Nat Immunol 12: 509–517.

2.     Ray D, Shah A, Tilgner M, Guo Y, Zhao Y, et al. (2006) West Nile virus 5’-cap structure is formed by sequential guanine N-7 and ribose 2’-O methylations by nonstructural protein 5. J Virol80: 8362–8370.