Dengue viruses (DENV) infect 50 to 100 million people each year. The spread of DENV-associated infections is one of the most serious public health problems worldwide, as there is no widely available vaccine or specific therapeutic for DENV infections. To address this, we developed a novel tetravalent dengue vaccine by utilizing virus-like particles (VLPs). We created recombinant DENV1 to -4 (DENV1-4) VLPs by coexpressing precursor membrane (prM) and envelope (E) proteins, with an F108A mutation in the fusion loop structure of E to increase the production of VLPs in mammalian cells. Immunization with DENV1-4 VLPs as individual, monovalent vaccines elicited strong neutralization activity against each DENV serotype in mice. For use as a tetravalent vaccine, DENV1-4 VLPs elicited high levels of neutralization activity against all four serotypes simultaneously. The neutralization antibody responses induced by the VLPs were significantly higher than those with DNA or recombinant E protein immunization. Moreover, antibody-dependent enhancement (ADE) was not observed against any serotype at a 1:10 serum dilution. We also demonstrated that the Zika virus (ZIKV) VLP production level was enhanced by introducing the same F108A mutation into the ZIKV envelope protein. Taken together, these results suggest that our strategy for DENV VLP production is applicable to other flavivirus VLP vaccine development, due to the similarity in viral structures, and they describe the promising development of an effective tetravalent vaccine against the prevalent flavivirus.

IMPORTANCE Dengue virus poses one of the most serious public health problems worldwide, and the incidence of diseases caused by the virus has increased dramatically. Despite decades of effort, there is no effective treatment against dengue. A safe and potent vaccine against dengue is still needed. We developed a novel tetravalent dengue vaccine by using virus-like particles (VLPs), which are noninfectious because they lack the viral genome. Previous attempts of other groups to use dengue VLPs resulted in generally poor yields. We found that a critical amino acid mutation in the envelope protein enhances the production of VLPs. Our tetravalent vaccine elicited potent neutralizing antibody responses against all four DENV serotypes. Our findings can also be applied to vaccine development against other flaviviruses, such as Zika virus or West Nile virus.

登革热病毒（DENV）每年感染50至1亿人。DENV相关感染的蔓延是全球最严重的公共卫生问题之一，因为没有广泛可用的DENV感染疫苗或特定疗法。为了解决这个问题，我们通过利用病毒样颗粒（VLP）开发了一种新型的四价登革热疫苗。我们通过共表达前体膜（prM）和包膜（E）蛋白，并在E的融合环结构中发生F108A突变来增加哺乳动物细胞中VLP的产生，从而创建了重组DENV1至-4（DENV1-4）VLP。用DENV1-4 VLPs作为单独的单价疫苗进行免疫，可对小鼠的每种DENV血清型产生强烈的中和活性。作为四价疫苗，DENV1-4 VLP同时引发针对所有四种血清型的高水平中和活性。VLP诱导的中和抗体反应显着高于DNA或重组E蛋白免疫的反应。此外，在1:10血清稀释度下，未观察到针对任何血清型的抗体依赖性增强（ADE）。我们还证明了通过将相同的F108A突变引入ZIKV包膜蛋白来提高Zika病毒（ZIKV）VLP的生产水平。两者合计，这些结果表明，由于病毒结构的相似性，我们的DENV VLP生产策略可用于其他黄病毒VLP疫苗开发，并且它们描述了针对流行黄病毒的有效四价疫苗的有希望的发展。VLP诱导的中和抗体反应显着高于DNA或重组E蛋白免疫的反应。此外，在1:10血清稀释度下，未观察到针对任何血清型的抗体依赖性增强（ADE）。我们还证明了通过将相同的F108A突变引入ZIKV包膜蛋白来提高Zika病毒（ZIKV）VLP的生产水平。两者合计，这些结果表明，由于病毒结构的相似性，我们的DENV VLP生产策略可用于其他黄病毒VLP疫苗开发，并且它们描述了针对流行黄病毒的有效四价疫苗的有希望的发展。VLP诱导的中和抗体反应显着高于DNA或重组E蛋白免疫的反应。此外，在1:10血清稀释度下，未观察到针对任何血清型的抗体依赖性增强（ADE）。我们还证明了通过将相同的F108A突变引入ZIKV包膜蛋白来提高Zika病毒（ZIKV）VLP的生产水平。两者合计，这些结果表明，由于病毒结构的相似性，我们的DENV VLP生产策略可用于其他黄病毒VLP疫苗开发，并且它们描述了针对流行黄病毒的有效四价疫苗的有希望的发展。在1:10的血清稀释度下，未观察到针对任何血清型的抗体依赖性增强（ADE）。我们还证明了通过将相同的F108A突变引入ZIKV包膜蛋白来提高Zika病毒（ZIKV）VLP的生产水平。两者合计，这些结果表明，由于病毒结构的相似性，我们的DENV VLP生产策略可用于其他黄病毒VLP疫苗开发，并且它们描述了针对流行黄病毒的有效四价疫苗的有希望的发展。在1:10的血清稀释度下，未观察到针对任何血清型的抗体依赖性增强（ADE）。我们还证明了通过将相同的F108A突变引入ZIKV包膜蛋白来提高Zika病毒（ZIKV）VLP的生产水平。两者合计，这些结果表明，由于病毒结构的相似性，我们的DENV VLP生产策略可用于其他黄病毒VLP疫苗开发，并且它们描述了针对流行黄病毒的有效四价疫苗的有希望的发展。

重要性登革热病毒是全球范围内最严重的公共卫生问题之一，由该病毒引起的疾病发病率急剧上升。尽管经过数十年的努力，仍没有有效的抗登革热的方法。仍然需要安全有效的登革热疫苗。我们使用病毒样颗粒（VLP）开发了一种新型四价登革热疫苗，由于它们缺乏病毒基因组，因此无感染性。其他团体先前使用登革热VLP的尝试通常导致不良的收益率。我们发现包膜蛋白中的关键氨基酸突变会增强VLP的产生。我们的四价疫苗引发了针对所有四种DENV血清型的有效中和抗体反应。我们的发现还可用于针对其他黄病毒（如寨卡病毒或西尼罗河病毒）的疫苗开发。