導(dǎo)讀：在疫苗研發(fā)領(lǐng)域，mRNA 疫苗憑借其快速生產(chǎn)和誘導(dǎo)免疫反應(yīng)的能力，在應(yīng)對(duì)新冠疫情等傳染病時(shí)展現(xiàn)出重要價(jià)值。然而，隨著研究的深入，如何進(jìn)一步提升疫苗性能（如穩(wěn)定性、給藥劑量和周期等）成為關(guān)鍵問題，并由此衍生了自擴(kuò)增mRNA（saRNA / sa-mRNA）和環(huán)狀mRNA（circRNA）等技術(shù)。

2025年2月，由CSL研發(fā)團(tuán)隊(duì)發(fā)表于Vaccine雜志的“

sa-mRNA influenza vaccine raises a higher and more durable immune response than mRNA vaccine in preclinical models

01

研究背景

mRNA技術(shù)在疫苗領(lǐng)域的應(yīng)用，為預(yù)防傳染病、應(yīng)對(duì)突發(fā)公共衛(wèi)生事件帶來了新希望。然而，傳統(tǒng)的mRNA疫苗在免疫持久性方面存在一定的局限性，尤其是在面對(duì)病毒變異時(shí)，中和抗體的持久性較短，導(dǎo)致需要多次加強(qiáng)接種以維持保護(hù)效果。自擴(kuò)增mRNA（sa-mRNA）疫苗作為一種新興的mRNA疫苗平臺(tái)，通過RNA依賴的RNA聚合酶（RdRP）實(shí)現(xiàn)抗原的自我擴(kuò)增，能夠在體內(nèi)產(chǎn)生更持久的抗原表達(dá)，引發(fā)更持久的免疫反應(yīng)。

盡管sa-mRNA疫苗在臨床前和臨床研究中顯示出潛力，但其與傳統(tǒng)mRNA疫苗在免疫原性、劑量反應(yīng)和持久性等方面的詳細(xì)比較仍然缺乏。這項(xiàng)研究旨在通過頭對(duì)頭的比較，評(píng)估sa-mRNA疫苗與傳統(tǒng)的修飾mRNA疫苗在免疫原性、抗原表達(dá)持久性和使用劑量方面的差異。

02

研究方法與結(jié)果

文章大綱為：sa-mRNA與mRNA的序列特征、抗原表達(dá)分析（體內(nèi)&體外）、免疫原性評(píng)估（體內(nèi)）、T細(xì)胞反應(yīng)原性評(píng)估（體內(nèi)）。

2.1 sa-mRNA與mRNA的序列特征

sa-mRNA序列組成包含5’Cap（Cap0帽結(jié)構(gòu)）、5’UTR、NSP1-4（復(fù)制酶編碼序列）、SGP（亞基因組啟動(dòng)子）、CDS（目標(biāo)蛋白編碼序列）、3’UTR和polyA尾。另外，sa-mRNA不含修飾的核苷。

常規(guī)mRNA的序列組成為5’Cap（Cap0帽結(jié)構(gòu)）、5’UTR、CDS（目標(biāo)蛋白編碼序列）、3’UTR和polyA尾。其中5’UTR和3’UTR序列與Moderna mRNA-1273一致。另外，mRNA含N1ψ修飾或不修飾的核苷。

2.2 抗原表達(dá)分析（體內(nèi)&體外）

研究首先以編碼禽流感A/turkey/Turkey/2005/01株H5抗原的sa-mRNA和傳統(tǒng)mRNA為研究對(duì)象，通過體外細(xì)胞試驗(yàn)（BHK-V 細(xì)胞）評(píng)估了二者表達(dá)水平間的差異。結(jié)果顯示，相比高劑量（100~3200 ng）的mRNA，更低劑量（6.25~200 ng）的sa-mRNA能夠產(chǎn)生更高水平的抗原表達(dá)，且表達(dá)持續(xù)時(shí)間更長。人分泌堿性磷酸酶（SEAP）saRNA和SEAP mRNA在細(xì)胞中的表現(xiàn)與上述結(jié)果類似。

研究還利用BALB/c小鼠試驗(yàn)、以熒光素酶（Luciferase, Luc）作為報(bào)告基因，評(píng)估了saRNA和mRNA的體內(nèi)表達(dá)差異。結(jié)果顯示，Luc sa-mRNA編碼的熒光素酶在第7天左右達(dá)到峰值，之后緩慢下降。而mRNA編碼的熒光素酶在注射后6小時(shí)達(dá)到峰值，隨后快速下降，11天內(nèi)降至基線水平。

2.3 免疫原性評(píng)估（體內(nèi)）

通過血凝抑制反應(yīng)（HAI）和微量中和（MN）試驗(yàn)，研究人員評(píng)估了sa-mRNA和mRNA流感疫苗引發(fā)的中和抗體反應(yīng)。結(jié)果顯示，在所有比較劑量的疫苗中（小鼠：1.0和0.1 μg；大鼠10、1.0和0.1 μg），sa-mRNA免疫在所有檢測組中產(chǎn)生更高的抗體效價(jià)。在最低劑量（0.1 μg）下，sa-mRNA產(chǎn)生的幾何平均滴度（GMT）比mRNA高10倍。

2.4 抗原特異性T細(xì)胞反應(yīng)評(píng)估（體內(nèi)）

H5肽體外再刺激后通過流式細(xì)胞術(shù)檢測CD4+和CD8+T淋巴細(xì)胞的細(xì)胞因子反應(yīng)，以此分析mRNA和sa-mRNA疫苗介導(dǎo)的細(xì)胞免疫應(yīng)答。結(jié)果顯示，mRNA免疫小鼠的CD4+ T細(xì)胞反應(yīng)始終高于sa-mRNA，檢測到的細(xì)胞因子的模式與Th1和Th0的混合反應(yīng)一致。相反，sa-mRNA免疫小鼠的CD8+T細(xì)胞反應(yīng)始終高于mRNA免疫小鼠，大多數(shù)CD8+T細(xì)胞產(chǎn)生IFN-γ或同時(shí)產(chǎn)生IFN-γ和TNF-α。

接下來，研究測量了sa-mRNA和mRNA處理的小鼠和大鼠血液中與疫苗反應(yīng)性有關(guān)的細(xì)胞因子和趨化因子標(biāo)記物。接種mRNA/LNP或sa- mRNA/LNP誘導(dǎo)細(xì)胞因子/化學(xué)因子在接種后1天呈劑量依賴性增加，在接種后第20天恢復(fù)到基線水平。在相同劑量水平下，sa- mRNA/LNP誘導(dǎo)的細(xì)胞因子/趨化因子濃度普遍高于mRNA/LNP。

03

總結(jié)

該研究通過一系列實(shí)驗(yàn)，對(duì)比了sa-mRNA疫苗和mRNA疫苗在表達(dá)水平、表達(dá)持續(xù)時(shí)間、免疫原性方面的差異。

在體外和體內(nèi)實(shí)驗(yàn)中，相比mRNA，sa-mRNA的表達(dá)轉(zhuǎn)染效率高100倍以上，且在基因表達(dá)的持久性上表現(xiàn)出色。免疫原性方面，在小鼠和大鼠模型中，sa-mRNA以低10倍的劑量就能產(chǎn)生與mRNA相似的結(jié)合和中和抗體效價(jià)，同時(shí)能誘導(dǎo)更強(qiáng)的CD8 T細(xì)胞反應(yīng)。在安全性相關(guān)的細(xì)胞因子和趨化因子檢測中，相同免疫原性劑量下，sa-mRNA在急性期誘導(dǎo)的細(xì)胞因子/趨化因子釋放相似或更少。這些結(jié)果表明，sa-mRNA平臺(tái)在疫苗應(yīng)用中具有劑量節(jié)省、免疫原性增強(qiáng)、反應(yīng)原性可能降低以及抗原表達(dá)持久等優(yōu)勢(shì)。

參考文獻(xiàn)

[1] Chang C, Patel H, Ferrari A, Scalzo T, Petkov D, Xu H, Rossignol E, Palladino G, Wen Y. sa-mRNA influenza vaccine raises a higher and more durable immune response than mRNA vaccine in preclinical models. Vaccine. 2025 Feb 15;51:126883. doi: 10.1016/j.vaccine.2025.126883.

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撰寫| 工程菌星球

校稿| Gddra編審| Hide / Blue sea

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