mRNA疫苗研究進(jìn)展
——2021年拉斯克獎(jiǎng)臨床醫(yī)學(xué)研究獎(jiǎng)

陳 彥 孫 英

(首都醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院免疫學(xué)系，北京 100069)

2021年，mRNA疫苗占據(jù)世界頂尖科學(xué)家協(xié)會(huì)(World Laureates Association，WLA)全球發(fā)布的年度報(bào)告之首，并在MIT Technology Review 被評(píng)選為2021年“全球十大突破性技術(shù)”之一；與此同時(shí)，2021年拉斯克(The Lasker Awards)臨床醫(yī)學(xué)研究獎(jiǎng)授予了在mRNA技術(shù)上做出開(kāi)拓性貢獻(xiàn)的Katalin Karikó 與Drew Weissman(圖1),他們聯(lián)合發(fā)現(xiàn)的基于mRNA修飾的創(chuàng)新治療技術(shù)不但讓快速開(kāi)發(fā)mRNA新型冠狀病毒疫苗成為可能，而且正在用于治療和預(yù)防一系列其他疾病[1]。mRNA疫苗又稱(chēng)信使RNA(messenger RNA，mRNA)疫苗，是將合成的編碼蛋白質(zhì)抗原的mRNA序列遞送至體內(nèi)指導(dǎo)機(jī)體表達(dá)相應(yīng)的蛋白質(zhì)，并誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生針對(duì)該蛋白的免疫應(yīng)答以實(shí)現(xiàn)疾病預(yù)防和治療的目的。mRNA疫苗具有良好的安全性和靈活的生產(chǎn)工藝，被認(rèn)為是開(kāi)發(fā)新型治療手段的一個(gè)重要工具。本文將從mRNA疫苗的發(fā)展歷程、技術(shù)原理、疫苗遞送系統(tǒng)和mRNA 疫苗在臨床應(yīng)用的情況等方面作一綜述。

圖1 Katalin Karikó[1]

1 臨床醫(yī)學(xué)研究獎(jiǎng)

2021年拉斯克(The Lasker Awards)臨床醫(yī)學(xué)研究獎(jiǎng)的獲獎(jiǎng)?wù)逰atalin Karikó一生專(zhuān)注于mRNA的研究，但前期研究經(jīng)歷坎坷。在博士畢業(yè)后就在匈牙利科學(xué)院下屬的生物研究中心工作，由于沒(méi)有科研成果，30歲時(shí)被解雇。1989年，她加入賓夕法尼亞大學(xué)，因?yàn)槟貌坏浇?jīng)費(fèi)，沒(méi)有項(xiàng)目，也沒(méi)有成果，她又被降職。直到1997年，她遇到了剛在賓夕法尼亞大學(xué)成立了自己實(shí)驗(yàn)室的Drew Weissmanm并開(kāi)始mRNA疫苗合作研究，一起開(kāi)發(fā)針對(duì)HIV/AIDS的mRNA疫苗。但是，Karikó將mRNA注射到小鼠體內(nèi)時(shí)產(chǎn)生了明顯的炎性反應(yīng)。經(jīng)過(guò)深入分析，他們發(fā)現(xiàn)：這種合成的mRNA激活了Toll樣受體，這些受體能在第一時(shí)間對(duì)來(lái)自病原體的危險(xiǎn)信號(hào)作出響應(yīng)而引起炎癥發(fā)生，但通過(guò)重新編排mRNA的一個(gè)核苷酸-尿苷的化學(xué)鍵，創(chuàng)造出假尿苷的類(lèi)似物，就可以防止機(jī)體將合成的mRNA視為敵人，這一重要研究成果發(fā)表在2005年的Immunity上。在新型冠狀病毒肺炎疫情中，他們聯(lián)合發(fā)現(xiàn)的基于mRNA修飾的創(chuàng)新治療技術(shù)不但讓快速開(kāi)發(fā)新冠疫苗成為可能，并且由于mRNA疫苗在對(duì)抗新冠肺炎疫情中展現(xiàn)出的驚人保護(hù)效果，為其后續(xù)用于治療和預(yù)防一系列其他疾病奠定了一定基礎(chǔ)。

圖2 Drew Weissman[1]

2 mRNA疫苗發(fā)展的歷史進(jìn)程

mRNA 疫苗是繼傳統(tǒng)疫苗(滅活疫苗、減毒活疫苗)和新型疫苗(亞單位疫苗和病毒載體疫苗)后的第三代疫苗，具有針對(duì)病原體變異反應(yīng)速度快、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、易規(guī)模化擴(kuò)大和安全有效性高等特點(diǎn)。

在過(guò)去的30 年里，mRNA 疫苗研發(fā)已完成了基礎(chǔ)平臺(tái)的搭建。1987年，Malone等[2]率先發(fā)現(xiàn)將mRNA鏈和脂滴一起，可使mRNA被人體細(xì)胞吸收并合成蛋白。隨后，同一實(shí)驗(yàn)室的研究證明青蛙胚胎也能吸收mRNA。這些研究表明導(dǎo)入機(jī)體細(xì)胞中的mRNA能夠指導(dǎo)表達(dá)出目的蛋白。1990年，Wolff等[3]將編碼β-半乳糖苷酶的mRNA成功在小鼠骨骼肌表達(dá)所編碼的酶，證明了體外轉(zhuǎn)錄mRNA 可在機(jī)體組織內(nèi)表達(dá)相應(yīng)蛋白質(zhì)，為mRNA治療研究拉開(kāi)了序幕。加之mRNA只需體外轉(zhuǎn)錄就可以人工合成，且造價(jià)低廉，從此后的十幾年里，眾多科學(xué)家和醫(yī)藥公司開(kāi)始嘗試mRNA疫苗的研究，但后續(xù)的研究發(fā)現(xiàn)，人工合成的mRNA免疫的動(dòng)物體內(nèi)會(huì)產(chǎn)生針對(duì)該核酸編碼抗原的免疫應(yīng)答而影響其效應(yīng)，而且mRNA自身不穩(wěn)定, 容易被RNA酶降解，這些問(wèn)題又使其發(fā)展受到限制，使得當(dāng)時(shí)很多嘗試開(kāi)發(fā)mRNA疫苗的公司都放棄了對(duì)mRNA疫苗的研究。mRNA疫苗里程碑式的轉(zhuǎn)折始于匈牙利生物化學(xué)家Katalin Karikó和美國(guó)免疫學(xué)家 Drew Weissman把假尿苷加入到人工合成的mRNA，通過(guò)改變mRNA的密碼子從而幫助合成的mRNA躲過(guò)細(xì)胞的固有免疫防御，避免激活Toll樣受體所引起的免疫應(yīng)答[4-5]，而且顯著增強(qiáng)了mRNA表達(dá)蛋白的能力。此后，mRNA結(jié)構(gòu)研究等相關(guān)技術(shù)得到了迅速發(fā)展。

21世紀(jì)初始，伴隨著化學(xué)合成、納米材料制造水平的提升，mRNA的制備過(guò)程和遞送技術(shù)的發(fā)展，mRNA在體內(nèi)的表達(dá)效率大大提高，mRNA本身的免疫原性也進(jìn)一步降低，提高了安全性。自此，眾多大型藥企大舉向mRNA疫苗的應(yīng)用進(jìn)軍。2017年，Sahin等[6]首次報(bào)道了將針對(duì)多種抗原的個(gè)性化mRNA腫瘤疫苗應(yīng)用于治療黑色素瘤患者的臨床試驗(yàn), 結(jié)果顯示13名受試者中有8名得到了有效治療, 并且1 年內(nèi)沒(méi)有復(fù)發(fā)。盡管如此，但mRNA疫苗一直未正式應(yīng)用于臨床，而新冠疫情的出現(xiàn)加速了這一進(jìn)程。2020年，美國(guó)Moderna和德國(guó)BioNTech公司的新型冠狀病毒mRNA疫苗通過(guò)美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局(Food and Drug Administration, FDA)緊急授權(quán)并開(kāi)始免疫接種[7]，該項(xiàng)授權(quán)成為臨床應(yīng)用方面的重大進(jìn)展, 同時(shí)也在全球掀起了mRNA治療研究的熱潮。至此，mRNA疫苗是作為一種此前從未用于治療的技術(shù)，掀開(kāi)了其在醫(yī)學(xué)發(fā)展史中的新篇章。

3 mRNA疫苗技術(shù)原理及制備過(guò)程

3.1 mRNA疫苗分類(lèi)

mRNA疫苗分為自我擴(kuò)增型(self-amplifying，SAM)以及非復(fù)制型(non-replicating)兩種類(lèi)型。SAM mRNA疫苗的設(shè)計(jì)是將編碼病毒結(jié)構(gòu)的基因用外源靶蛋白基因(抗原基因)替換，即在保留了病毒基因組自我復(fù)制能力的同時(shí)又不能合成病毒蛋白，具有較好的安全性，且引起較強(qiáng)的免疫應(yīng)答。非復(fù)制型的mRNA疫苗只含有體外轉(zhuǎn)錄好的編碼蛋白質(zhì)抗原的mRNA，優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單, 但需要成熟的優(yōu)化工藝才能在較低的劑量誘發(fā)有效的免疫應(yīng)答，且這種合成的mRNA在人體內(nèi)無(wú)法自我復(fù)制。

3.2 mRNA疫苗合成修飾

mRNA作為一種外源的核酸物質(zhì)，進(jìn)入體內(nèi)后很容易被免疫系統(tǒng)識(shí)別和被核酸酶降解，為了保證mRNA疫苗的穩(wěn)定性和免疫活性，目前已開(kāi)發(fā)了多種mRNA修飾技術(shù)，主要包括：① 通過(guò)“加帽法”增強(qiáng)mRNA的穩(wěn)定性和促進(jìn)翻譯起始，以防止5′核酸外切酶對(duì)其降解；最近, Trilink公司研發(fā)出的CleanCap技術(shù), 使得共轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生天然Cap1結(jié)構(gòu)成為可能。②在5′和3′ UTR 區(qū)域增加可調(diào)控序列，提高mRNA 轉(zhuǎn)譯率和延長(zhǎng)mRNA 半衰期；③修飾3′ Poly (A)尾穩(wěn)定mRNA，增強(qiáng)蛋白質(zhì)翻譯；研究[8]表明，3′UTR的特異性修飾可通過(guò)影響脫腺苷率而減緩Poly(A) 尾的衰變。④修飾核苷酸，減少固有免疫激活；⑤優(yōu)化序列，選擇與tRNA同源的密碼子，提高翻譯率。

4 mRNA疫苗誘導(dǎo)免疫應(yīng)答的機(jī)制

與傳統(tǒng)疫苗向人體注入減弱或滅活的病原體來(lái)觸發(fā)免疫反應(yīng)不同，mRNA疫苗可指導(dǎo)體內(nèi)細(xì)胞合成某種蛋白質(zhì)或者蛋白質(zhì)片段，從而觸發(fā)機(jī)體的免疫應(yīng)答。

4.1 mRNA疫苗所誘導(dǎo)的免疫應(yīng)答

固有免疫是人體免疫系統(tǒng)的第一道防線，可以通過(guò)模式識(shí)別受體(pattern recognition receptor，PRR)識(shí)別病原相關(guān)模式分子(pathogen-associated molecular patterns，PAMP)，從而啟動(dòng)免疫應(yīng)答。mRNA疫苗作為外源的核酸物質(zhì)，表現(xiàn)出與病毒mRNA相似的特性。它可被抗原提呈細(xì)胞(antigen presenting cells,APCs)識(shí)別，激活Toll樣受體3(Toll like receptor 3, TLR3)、TLR7和TLR8等模式識(shí)別受體，促進(jìn)APCs的成熟、促進(jìn)炎性細(xì)胞因子和I型干擾素(interferon，IFN)的產(chǎn)生[8-9]。上述過(guò)程最終可誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生細(xì)胞和體液免疫應(yīng)答，對(duì)機(jī)體產(chǎn)生預(yù)期的免疫保護(hù)效應(yīng)。如果mRNA刺激的免疫應(yīng)答過(guò)度則會(huì)使被刺激細(xì)胞分泌大量的I型干擾素，抑制mRNA的翻譯和促進(jìn)mRNA的降解，從而下調(diào)目的蛋白的表達(dá)，對(duì)免疫應(yīng)答產(chǎn)生負(fù)向的反作用[10-11]。這可能會(huì)對(duì)一些mRNA疫苗的應(yīng)用產(chǎn)生負(fù)面影響。因此有必要根據(jù)不同的應(yīng)用需求對(duì)mRNA免疫原性進(jìn)行適度調(diào)控，從而有效提高疫苗的應(yīng)用效果。

4.2 mRNA疫苗遞送系統(tǒng)

根據(jù)蛋白質(zhì)抗原需要表達(dá)的位置，可將mRNA疫苗進(jìn)行系統(tǒng)給藥或者局部給藥，通常皮下和肌肉注射的局部給藥可以引起較強(qiáng)的免疫應(yīng)答，方便進(jìn)行預(yù)防接種；如果是治療性mRNA疫苗通常通過(guò)腹腔或者靜脈注射系統(tǒng)給藥，這些給藥方式都有助于刺激抗原提呈和啟動(dòng)免疫應(yīng)答。然而，給藥方式的不同將會(huì)使mRNA疫苗在體內(nèi)的代謝以及目的蛋白翻譯的效率受到影響。

RNA難以通過(guò)自由擴(kuò)散的方式穿過(guò)細(xì)胞膜。因此，有效地將mRNA以高水平輸送到足量的細(xì)胞成為mRNA疫苗應(yīng)用中的難題之一，而高特異性和高效的mRNA遞送系統(tǒng)也成為亟待解決的關(guān)鍵問(wèn)題[12]。目前，科學(xué)家已經(jīng)研發(fā)了多種遞送載體，常用的載體包括樹(shù)突狀細(xì)胞(dendritic cell, DC)、魚(yú)精蛋白、多聚體載體和脂質(zhì)納米顆粒(lipid nanoparticles，LNPs)等。

DCsmRNA遞送系統(tǒng)主要是通過(guò)體外途徑將編碼肽、蛋白質(zhì)等其他抗原的mRNA轉(zhuǎn)染到DC中，然后將轉(zhuǎn)染的的DCs回輸至機(jī)體，啟動(dòng)抗原特異性免疫應(yīng)答，在這個(gè)過(guò)程中單獨(dú)的DCsmRNA遞送系統(tǒng)就可以產(chǎn)生較高的遞送效率，現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于動(dòng)物模型和臨床研究[13-14]。此外，由于主要介導(dǎo)細(xì)胞免疫應(yīng)答，其臨床應(yīng)用以腫瘤治療為主。

魚(yú)精蛋白是通過(guò)將mRNA分子絡(luò)合成納米級(jí)別的核酸顆粒，以阻斷RNA酶對(duì)mRNA降解；但受二者組合比例和結(jié)合緊密性的影響，采用這種方式制備的mRNA疫苗的蛋白表達(dá)效率會(huì)受限。近年來(lái)，魚(yú)精蛋白mRNA給藥系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于臨床試驗(yàn)，并在狂犬病、肺癌等臨床治療中取得了較好的效果[15-16]。

在多聚物載體材料中，聚乙烯亞胺(polyethylenimine ,PEI)是使用最為廣泛的mRNA疫苗載體；大分子量的PEI更適合作為自我復(fù)制性mRNA疫苗的載體，但它同時(shí)會(huì)帶來(lái)較強(qiáng)的不良反應(yīng)，且其對(duì)mRNA的結(jié)合非常穩(wěn)定以至于無(wú)法順利的將mRNA釋放至細(xì)胞質(zhì)；而小分子量的PEI轉(zhuǎn)染能力有限。除了PEI外還有其他的分子被用來(lái)作為載體，例如聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(PDMAEMA)等。

脂質(zhì)納米顆粒(lipid nanoparticles,LNP)是目前最先進(jìn)的遞送系統(tǒng)，mRNA處于LNP的核心位置，不易被核酸酶降解，且LNP的親脂性使其易與宿主細(xì)胞膜融合，進(jìn)而以?xún)?nèi)吞的方式將mRNA傳遞至細(xì)胞內(nèi)。在早期的研究中，LNP的安全性就已在siRNA的傳遞中證明。Geall等[17]的報(bào)道顯示由LNP遞送的SAM RNA疫苗中的mRNA在小鼠體內(nèi)的表達(dá)水平明顯高于裸mRNA，并能有效誘導(dǎo)CD4+/CD8+T介導(dǎo)的免疫應(yīng)答。此外，根據(jù)靶向不同疾病的需求，LNPmRNA可以通過(guò)采用不同方式的給藥策略達(dá)到激發(fā)不同區(qū)域的免疫效應(yīng)。近期的新冠疫苗大規(guī)模臨床試驗(yàn)表明，LNP作為mRNA 的遞送載體，其安全性和遞呈效果較理想。

綜上，與傳統(tǒng)疫苗相比，mRNA疫苗具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)：①相比需要入核的DNA, mRNA不進(jìn)入細(xì)胞核內(nèi)部，只需要在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)表達(dá)目的蛋白；②mRNA 本身不具備感染性，亦能通過(guò)正常細(xì)胞途徑降解，并不存在感染或插入突變的風(fēng)險(xiǎn)。③mRNA可以表達(dá)特定序列的靶蛋白誘導(dǎo)特異性免疫反應(yīng)，序列修飾/優(yōu)化可以使mRNA的穩(wěn)定性和翻譯效率顯著提高；④mRNA設(shè)計(jì)、合成方法簡(jiǎn)便，易于在體外開(kāi)展大規(guī)模生產(chǎn)，有利于傳染病的防控[18]。

5 mRNA疫苗與臨床應(yīng)用

隨著 mRNA制備技術(shù)和應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展，多種mRNA 疫苗在傳染性疾病以及腫瘤等臨床前及臨床研究階段取得了較好的結(jié)果。

5.1 傳染性疾病mRNA疫苗

針對(duì)傳染性疾病疫苗生產(chǎn)的最大難點(diǎn)是在短時(shí)間內(nèi)獲得足量的疫苗, 而mRNA疫苗可以解決這一問(wèn)題。

首個(gè)用于疾病預(yù)防的mRNA疫苗是流感疫苗[19]。由于流感病毒的血凝素和神經(jīng)氨酸酶極易發(fā)生變異，而且缺乏可以有效對(duì)抗此種突變病原體的廣譜性疫苗，Modena TX 公司以LNP為載體，率先完成了H10N8 和H7N9 流感疫苗的Ⅰ期臨床試驗(yàn)[20]，結(jié)果顯示mRNA疫苗對(duì)甲型流感具有明顯的預(yù)防保護(hù)作用，且在人體內(nèi)具有較強(qiáng)的免疫原性、較好的安全性和耐受性。Meyer等[21]研發(fā)的針對(duì)2種編碼埃博拉病毒(Ebola virus, EBOV)糖蛋白的 mRNA疫苗注射給EBOV感染的豚鼠后，感染EBO豚鼠體內(nèi)可產(chǎn)生EBOV 糖蛋白特異性IgG抗體以及EBOV中和抗體，并且豚鼠的存活率可達(dá)100%。Roth等[22]以Ⅰ型登革病毒(Dengue virus，DENV)非結(jié)構(gòu)蛋白作為目的抗原設(shè)計(jì)了一個(gè)LNP修飾的編碼DENV1-NS的 mRNA疫苗，將其免疫HLA Ⅰ類(lèi)分子轉(zhuǎn)基因小鼠后，發(fā)現(xiàn)能夠誘導(dǎo)該小鼠產(chǎn)生病毒特異性CD8+T細(xì)胞，發(fā)揮保護(hù)作用。Pardi等[23]采用針對(duì)寨卡病毒prM-E (pre-membrane and envelope)的mRNA-LNPs免疫小鼠和非人靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物，結(jié)果顯示mRNA-LNPs單次免疫即可快速誘導(dǎo)產(chǎn)生高效價(jià)中和抗體以及持久的免疫效應(yīng)。Modena TX 公司針對(duì)寨卡病毒的非復(fù)制型mRNA-LNPs 疫苗已完成Ⅰ期臨床試驗(yàn)，但結(jié)果尚未發(fā)布。CureVac AG 公司研制的狂犬病疫苗CV7201 已完成 Ⅰ 期臨床試驗(yàn)[24]。臨床前研究[25]顯示，該疫苗對(duì)小鼠和豬表現(xiàn)出了良好的免疫原性和保護(hù)效果，皮下免疫顯示與已上市的Rabipur 疫苗具有類(lèi)似的效果。另有臨床試驗(yàn)將編碼有HIV-1抗原、人類(lèi)巨細(xì)胞病毒(cytomegalovirus，CMV)pp65抗原的mRNA在體外轉(zhuǎn)染自體DC, 然后將自體DC再回輸個(gè)體, 以激活特異性的細(xì)胞免疫，結(jié)果同樣顯示mRNA具有安全性并能引起T細(xì)胞介導(dǎo)的免疫應(yīng)答。

由重癥急性呼吸綜合征冠狀病毒2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2，SARS-CoV-2) 引起的新型冠狀病毒肺炎(COVID-19)正在全球蔓延，嚴(yán)重影響了人類(lèi)生命健康和社會(huì)穩(wěn)定，接種疫苗是控制疫情暴發(fā)和病毒傳播的有效防治手段。面對(duì)突發(fā)的全球性COVID-19疫情, 多個(gè)國(guó)家采用多種技術(shù)平臺(tái)以前所未有的速度開(kāi)始了疫苗的研發(fā)。由輝瑞和BioNTech研發(fā)的針對(duì)具有融合前構(gòu)象的新冠病毒刺突蛋白的BNT162b2疫苗的Ⅲ期臨床試驗(yàn)結(jié)果表明[26-27]其預(yù)防SARS-CoV-2的有效性可高達(dá)95%，因此，BNT162b2疫苗在 2020年12月11日成為第一個(gè)獲得FDA批準(zhǔn)的SARS CoV-2 mRNA疫苗, 并確定劑量為相隔21 d的兩次肌肉注射, 每次30 μg。 2020年12月18日, Moderna 公司研發(fā)的COVID-19 mRNA-1273疫苗獲得FDA頒發(fā)的緊急使用授權(quán)，允許美國(guó)18歲及以上的個(gè)人使用Moderna COVID-19疫苗, 并確定劑量為相隔28 d的兩次肌肉注射, 每次100 μg, 成為第2個(gè)獲批使用的mRNA疫苗。mRNA-1273疫苗的mRNA 編碼新冠病毒全長(zhǎng)S 蛋白序列，為提高穩(wěn)定性, 抗原蛋白986和987號(hào)殘基被脯氨酸(S-2P)代替，遞送系統(tǒng)為L(zhǎng)NPs，Ⅲ 期臨床試驗(yàn)結(jié)果顯示該疫苗的有效率高達(dá) 94.1%, 并具有較好的安全性[7]。隨后，德國(guó)Biontech SE 公司的mRNA-LNPs 疫苗分別在德國(guó)和美國(guó)進(jìn)入臨床Ⅰ/Ⅱ期試驗(yàn)。該臨床試驗(yàn)主要考察其安全性、耐受性、免疫原性等。中國(guó)在應(yīng)對(duì)COVID-19疫情時(shí)采用的疫苗研發(fā)5 種技術(shù)策略也包括了新冠病毒mRNA疫苗，目前該疫苗處于研發(fā)之中，正在海外進(jìn)行Ⅲ期臨床試驗(yàn)。

5.2 mRNA腫瘤疫苗

mRNA腫瘤疫苗療法始于Conry等[27]通過(guò)肌肉注射癌胚抗原mRNA, 使小鼠獲得了抗腫瘤的免疫反應(yīng)。mRNA腫瘤疫苗常用的臨床方法有樹(shù)突狀細(xì)胞 mRNA腫瘤疫苗、mRNA腫瘤疫苗直接注射、外周血細(xì)胞mRNA腫瘤疫苗、編碼嵌合抗原受體(chimeric antigen receptor, CAR)的mRNA等。

樹(shù)突狀細(xì)胞mRNA腫瘤疫苗是指將抗原 mRNA轉(zhuǎn)染DC，使其遞呈抗原, 從而激發(fā)機(jī)體特異性免疫應(yīng)答。該疫苗自身的免疫原性不僅能夠促使樹(shù)突狀細(xì)胞成熟, 并由此促進(jìn)細(xì)胞和體液免疫應(yīng)答,還可能會(huì)減少mRNA疫苗自身的翻譯, 從而減少樹(shù)突狀細(xì)胞抗原的呈遞。目前, 已開(kāi)展了針對(duì)肺癌、黑色素瘤、胰腺癌等多種腫瘤樹(shù)突狀細(xì)胞疫苗的臨床試驗(yàn)。其缺點(diǎn)是需要從患者的外周血中分離樹(shù)突狀細(xì)胞進(jìn)行體外培養(yǎng), 這使得整個(gè)制作周期較長(zhǎng)，若改良為采用外周血細(xì)胞作為mRNA疫苗的載體[28]，就能夠節(jié)省從外周血中分離并培養(yǎng)樹(shù)突狀細(xì)胞的時(shí)間。目前, 編碼抗人間皮素基因的CAR mRNA通過(guò)電穿孔方式轉(zhuǎn)染的外周血淋巴細(xì)胞已經(jīng)被試用于卵巢癌的治療[29]。編碼CAR的mRNA是將編碼 CAR的mRNA導(dǎo)入T細(xì)胞, 在T細(xì)胞膜表面表達(dá)嵌合抗原受體，從而識(shí)別并攻擊特定癌細(xì)胞。與傳統(tǒng)的CAR-T 療法相比，編碼CAR的mRNA可以介導(dǎo)瞬時(shí)CAR表達(dá)，從而減少不良反應(yīng)的產(chǎn)生。mRNA疫苗也能激活體內(nèi)原本輸入的CAR-T細(xì)胞，如通過(guò)在小鼠體內(nèi)注射CLDN6 mRNA疫苗促進(jìn)樹(shù)突狀細(xì)胞表面CLDN6的表達(dá), 能夠激發(fā)和促進(jìn)CLDN6-CAR-T細(xì)胞的效能[30]。此外，mRNA腫瘤疫苗和其他腫瘤治療方式(如免疫檢查點(diǎn)抑制劑、化學(xué)療法和小分子靶點(diǎn)藥物等)聯(lián)合的組合療法如今也被廣泛使用。比如, 聯(lián)合使用PD-L1 沉默的siRNA和次要組織相容性抗原mRNA腫瘤疫苗治療血液系統(tǒng)疾病[31], 可以減少疫苗所受腫瘤微環(huán)境和免疫抑制因子的限制。

5.3 mRNA疫苗在其他疾病中的應(yīng)用

目前mRNA疫苗在抗細(xì)菌和寄生蟲(chóng)感染中也有應(yīng)用。Lorenzi等[32]研發(fā)的編碼麻風(fēng)分枝桿菌HSP65蛋白的 mRNA 疫苗，經(jīng)鼻內(nèi)給藥后可使小鼠免受結(jié)核分枝桿菌的感染，且通過(guò)鼻內(nèi)給藥的途徑可以減輕小鼠肺部的荷菌量和炎性反應(yīng)改變，為控制實(shí)驗(yàn)性結(jié)核病提供了一種有效的策略。Baeza等[33]發(fā)現(xiàn)利用編碼瘧原蟲(chóng)產(chǎn)生巨噬細(xì)胞遷移抑制因子同源物(plasmodium macrophage migration inhibitory factor, PMIF)的SAM 疫苗可以產(chǎn)生PMIF特異性免疫反應(yīng)，降低了Th1相關(guān)炎性反應(yīng)因子，增強(qiáng)了Tfh細(xì)胞和生發(fā)中心反應(yīng)，增加了抗瘧原蟲(chóng)抗體效價(jià)，以及T細(xì)胞的分化，從而獲得抗瘧疾感染的保護(hù)性免疫。此外，Krienke等[34]證明在由髓鞘少突膠質(zhì)細(xì)胞糖蛋白(MOG3555)肽免疫小鼠建立的多發(fā)性硬化的實(shí)驗(yàn)性自身免疫性腦脊髓炎(experimental autoimmune encephalomyelitis，EAE) 的模型小鼠，在免疫后第7天和第10天接種MOG3555編碼的1-甲基偽尿嘧啶(m1Ψ)mRNA，可以通過(guò)誘導(dǎo)產(chǎn)生新的FOXP3+調(diào)節(jié)性T 細(xì)胞，抑制促進(jìn)疾病發(fā)生的Th1、Th17和Th1/Th17細(xì)胞的產(chǎn)生，且對(duì)已確診EAE的小鼠接種該疫苗可防止疾病進(jìn)一步進(jìn)展，甚至可逆轉(zhuǎn)病理改變。該項(xiàng)研究提示，m1Ψ mRNA方法具有高度的靈活性、快速性和成本效益，這可能使疫苗個(gè)性化和不同自身抗原的組合成為自身免疫性mRNA疫苗研制的一個(gè)新方式。

6 小結(jié)與展望

隨著疫苗研發(fā)工作的不斷開(kāi)展，mRNA 疫苗技術(shù)已日趨成熟。研究[33-34]顯示，mRNA 疫苗的保護(hù)效果優(yōu)于同種病毒的滅活疫苗、亞單位疫苗和病毒載體疫苗，而且目前的臨床和臨床前數(shù)據(jù)已展現(xiàn)出積極的應(yīng)用前景，Katalin Karikó 和Drew Weissman共同獲得2021年拉斯克臨床醫(yī)學(xué)研究獎(jiǎng)。上述種種都預(yù)示著mRNA疫苗有望成為防控感染性疾病和開(kāi)展疾病治療的有力工具。但是，mRNA疫苗在動(dòng)物模型和人體內(nèi)應(yīng)用的安全性和有效性仍存在較大差異，因此對(duì)于進(jìn)一步提升穩(wěn)定性和遞送的特異性，從而提高疫苗的療效仍是其研發(fā)的一個(gè)重要挑戰(zhàn)；此外，優(yōu)化疫苗最佳給藥方式和接種劑量及次數(shù)，以及拓展其在各種疾病中的應(yīng)用也是今后研究應(yīng)用的重要方向。在疫苗行業(yè)逐步成熟的情況下，開(kāi)發(fā)對(duì)抗突變性抗原的廣譜疫苗以實(shí)現(xiàn)一針多能，具有為疾病提供預(yù)防和保護(hù)措施的重大意義。