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新時(shí)代下的mRNA疫苗發(fā)展概述

第一部分 mRNA疫苗簡(jiǎn)介——發(fā)展、種類

mRNA疫苗的發(fā)展歷史

mRNA是一種中間信使,通過(guò)各種途徑傳遞到宿主細(xì)胞中后被翻譯成抗原。二十多年來(lái),RNA分子多次被應(yīng)用于疾病治療和研究,包括體外轉(zhuǎn)錄(IVT)mRNA、小干擾RNA(siRNA)、RNA適體、核糖開(kāi)關(guān)、反義RNA以及mRNA疫苗等。mRNA分子可以直接傳遞到細(xì)胞中,用于操縱基因表達(dá)或產(chǎn)生目標(biāo)蛋白質(zhì)的想法在20世紀(jì)80年代末首次得到驗(yàn)證。Malone等人首先證明了使用陽(yáng)離子脂質(zhì)N-[1-(2,3-二乙氧基)丙基]-N,N,N-三甲基氯化銨在NIH3T3成纖維細(xì)胞中能夠高效轉(zhuǎn)染mRNA。在接下來(lái)的二十多年里,將mRNA分子轉(zhuǎn)染到宿主細(xì)胞中以表達(dá)目的基因的想法經(jīng)歷了幾次技術(shù)層面的改進(jìn)(圖1、圖2)。

圖1 基于mRNA的藥物技術(shù)發(fā)展的一些關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)和進(jìn)展的時(shí)間表

綠色框代表mRNA機(jī)制的發(fā)現(xiàn)和進(jìn)展;藍(lán)色框代表基于mRNA的藥物應(yīng)用的發(fā)現(xiàn)和進(jìn)展。

圖2 mRNA疫苗接種目標(biāo)和里程碑

mRNA疫苗的種類

疫苗的開(kāi)發(fā)通�?煞譃閮深悾夯诨虻暮突诘鞍踪|(zhì)的�;诘鞍踪|(zhì)是傳統(tǒng)的方法,依靠減毒或重組蛋白直接作為免疫原傳遞,以激活適應(yīng)性和體液免疫應(yīng)答。基于基因的疫苗通過(guò)DNA或RNA載體傳遞到宿主細(xì)胞并表達(dá),以產(chǎn)生相應(yīng)的抗原,誘導(dǎo)宿主的免疫反應(yīng)。

基于核酸(包括病毒載體、質(zhì)粒DNA(pDNA)和mRNA)的疫苗,適合于快速反應(yīng)及應(yīng)用,因?yàn)樗鼈兡軌蛘T導(dǎo)廣泛的保護(hù)性免疫反應(yīng),并且有可能通過(guò)快速靈活的制造工藝產(chǎn)生。pDNA和病毒載體已被評(píng)價(jià)為疫苗平臺(tái),并證明了其安全性和免疫原性。然而,pDNA進(jìn)入靶細(xì)胞的細(xì)胞核相當(dāng)?shù)托�,而且病毒載體可以誘導(dǎo)針對(duì)病毒結(jié)構(gòu)蛋白的干擾性載體特異性免疫應(yīng)答,特別是在增強(qiáng)免疫應(yīng)答時(shí)。在過(guò)去的十年中,人們開(kāi)始對(duì)基于mRNA的疫苗產(chǎn)生越來(lái)越大的興趣,并開(kāi)展了越來(lái)越多的研究活動(dòng)。

圖3 疫苗平臺(tái)的比較

從病毒本身衍生的疫苗(左)和核酸疫苗,例如自擴(kuò)增RNA疫苗(右)。核酸疫苗源自對(duì)病毒基因組的認(rèn)識(shí),其中糖蛋白被編碼成核酸,并通過(guò)合成載體(如脂質(zhì)納米顆粒)或惰性病毒(如腺病毒)輸送系統(tǒng)進(jìn)行傳遞。編碼抗原序列隨后由宿主細(xì)胞表達(dá)。

mRNA疫苗的第一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是制造簡(jiǎn)單、速度快。mRNA疫苗的核心原理是提供編碼靶抗原或免疫原的轉(zhuǎn)錄本。一旦編碼免疫原的序列可用,RNA合成可立即在同一平臺(tái)上進(jìn)行,該過(guò)程易于擴(kuò)展且不依賴于細(xì)胞,在mRNA配制和制造過(guò)程中平臺(tái)變化最小。其次,mRNA 疫苗在轉(zhuǎn)染后通過(guò)從 mRNA 快速翻譯來(lái)表達(dá)靶蛋白(抗原)。mRNA 疫苗比基于 DNA 的疫苗具有更高的生物安全性,因?yàn)榭乖姆g發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)而不是細(xì)胞核中,因此與基于 DNA 的疫苗相比,mRNA 整合到基因組中的可能性要小得多。此外,mRNA是一種比DNA更安全的載體,因?yàn)閙RNA攜帶要翻譯的短序列,是一種瞬時(shí)分子,并且不與宿主基因組相互作用。第三,基于蛋白質(zhì)的疫苗通常由細(xì)菌產(chǎn)生,而mRNA疫苗則由宿主翻譯機(jī)制翻譯,因此可能形成一種抗原,模仿病毒基因組表達(dá)的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu),包括翻譯后修飾。

然而,mRNA疫苗的儲(chǔ)存和運(yùn)輸需要超低溫,而基于蛋白質(zhì)的疫苗可以在不太嚴(yán)格的條件下儲(chǔ)存和運(yùn)輸。據(jù)報(bào)道,COVID-19疫苗在室溫下能夠保持24小時(shí)穩(wěn)定。因此,在溫暖的國(guó)家和地區(qū)儲(chǔ)存和轉(zhuǎn)移數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的mRNA疫苗是一個(gè)巨大的技術(shù)障礙和經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。然而,隨著脂質(zhì)納米粒技術(shù)的發(fā)展,mRNA疫苗的穩(wěn)定性可以在不太嚴(yán)格的條件下維持。

目前,已開(kāi)發(fā)出兩種形式的mRNA疫苗:編碼側(cè)翼為5'和3'UTR的目標(biāo)抗原的傳統(tǒng)mRNA(非復(fù)制型),以及源自正鏈RNA病毒基因組的自擴(kuò)增mRNA(saRNA)。自擴(kuò)增mRNA不僅編碼抗原,還編碼導(dǎo)致高水平抗原表達(dá)的細(xì)胞內(nèi)RNA擴(kuò)增所需的病毒復(fù)制機(jī)制(圖4)。表1總結(jié)了每種mRNA技術(shù)的獨(dú)特屬性,以及需要克服的障礙。

圖4 mRNA疫苗的類別及抗原表達(dá)機(jī)制示意圖

傳統(tǒng)mRNA攜帶感興趣抗原(GOI)的編碼序列,兩側(cè)為5′和3′UTR、末端5′帽結(jié)構(gòu)和3′聚(A)尾。一旦進(jìn)入細(xì)胞并從內(nèi)體釋放到細(xì)胞質(zhì)中,mRNA立即被翻譯。自擴(kuò)增mRNA通常來(lái)源于正鏈單鏈RNA病毒(如α病毒)的基因組,它編碼相關(guān)抗原和細(xì)胞內(nèi)RNA擴(kuò)增和高水平抗原表達(dá)所需的病毒非結(jié)構(gòu)蛋白(nsPs)。自擴(kuò)增的mRNA可以指導(dǎo)其自擴(kuò)增產(chǎn)生RNA中間體和許多編碼亞基因組mRNA的抗原拷貝,從而產(chǎn)生高水平的編碼抗原。傳統(tǒng)的mRNA疫苗和自擴(kuò)增的mRNA疫苗都需要一個(gè)用于細(xì)胞攝取的遞送系統(tǒng),通常通過(guò)內(nèi)吞作用,然后將mRNA從內(nèi)體卸載到細(xì)胞質(zhì)中,在細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行翻譯和蛋白質(zhì)處理以進(jìn)行MHC呈遞。一旦進(jìn)入細(xì)胞,mRNA幾乎立即被內(nèi)體和細(xì)胞質(zhì)中的模式識(shí)別受體(PRR)感知,PRR如Toll樣受體TLR3、TLR7和TLR8定位于內(nèi)體,胞質(zhì)傳感器如RIG-I、MDA5、PKR和OAS也識(shí)別細(xì)胞質(zhì)中的雙鏈和單鏈RNA。

表1 不同mRNA的優(yōu)缺點(diǎn)

與非擴(kuò)增RNA相比,自擴(kuò)增RNA更具mRNA疫苗的優(yōu)勢(shì),如快速開(kāi)發(fā)、模塊化設(shè)計(jì)和無(wú)細(xì)胞合成。由于其自身復(fù)制特性,需要較低劑量的RNA,從而減少了原料藥和產(chǎn)品的生產(chǎn)負(fù)擔(dān),在應(yīng)對(duì)大流行方面具有潛在優(yōu)勢(shì),能夠使大量的人口在短時(shí)間內(nèi)接種疫苗。

saRNA疫苗起源于甲型病毒基因組,這種疫苗包含一個(gè)負(fù)責(zé)病毒RNA復(fù)制的基因和另一個(gè)編碼治療性抗原的轉(zhuǎn)基因。根據(jù)獲得抗原表達(dá)的不同方法,自擴(kuò)增RNA包括基于DNA質(zhì)粒的saRNA、病毒樣顆粒遞送的saRNA和體外轉(zhuǎn)錄的saRNA(圖5)。

圖5 基于α病毒復(fù)制子RNA進(jìn)行抗原編碼mRNA表達(dá)

A)基于DNA質(zhì)粒的saRNA使用質(zhì)粒DNA作為載體,將復(fù)制酶基因和轉(zhuǎn)基因轉(zhuǎn)移到細(xì)胞核中,并在細(xì)胞核中翻譯mRNA。B) 病毒樣顆粒包裹saRNA,并通過(guò)受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用將復(fù)制子RNA傳遞到細(xì)胞質(zhì),形成內(nèi)體。C) 體外轉(zhuǎn)錄的 saRNA 以鹽水或合成制劑形式遞送。

第二部分 mRNA疫苗的設(shè)計(jì)、遞送及生產(chǎn)制造

mRNA疫苗的抗原設(shè)計(jì)

迄今為止,mRNA的體外轉(zhuǎn)錄技術(shù)已經(jīng)成熟,最常用的方法是使用T3、T7或sp6RNA聚合酶和線性DNA(線性化質(zhì)粒DNA或PCR制備的合成DNA)進(jìn)行mRNA合成。在真核細(xì)胞中,成熟mRNA的一些基本結(jié)構(gòu)元件是保持mRNA功能所必需的,包括5′帽(5′ cap)、5′端非翻譯區(qū)(5′ UTR)、開(kāi)放閱讀框(ORF)區(qū)、3′端非翻譯區(qū)(3′ UTR)和poly(A)尾結(jié)構(gòu),保持 mRNA 結(jié)構(gòu)完整有利于 mRNA 穩(wěn)定性和表達(dá)能力。基于其完整結(jié)構(gòu)修飾 mRNA 序列可以進(jìn)一步優(yōu)化 mRNA 疫苗的效率(圖1)。

圖1 mRNA疫苗設(shè)計(jì)示意圖

mRNA分子在體外合成,具有cap結(jié)構(gòu)(m7GpppNm),尿苷被假尿苷取代,人類使用優(yōu)選密碼子,優(yōu)化UTR和polyA尾序列。這些修飾提高了RNA穩(wěn)定性和翻譯效率并降低了免疫原性。

mRNA疫苗的遞送

有效的體內(nèi)傳遞對(duì)于mRNA疫苗達(dá)到預(yù)防作用至關(guān)重要。為了轉(zhuǎn)化為免疫原蛋白,外源mRNA必須穿過(guò)宿主細(xì)胞膜的屏障進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)。由于mRNA疫苗的不穩(wěn)定性,mRNA疫苗的引入需要一些載體的協(xié)助。因此,科學(xué)家開(kāi)發(fā)了基于脂質(zhì)的遞送、基于聚合物的遞送、基于肽的遞送、病毒樣復(fù)制子顆粒遞送和陽(yáng)離子納米乳液遞送(圖2、圖3、表1)。此外,裸mRNA疫苗也可以直接注射到細(xì)胞中。迄今為止,新開(kāi)發(fā)的基于DC的mRNA疫苗用于誘導(dǎo)適應(yīng)性免疫。

圖2 mRNA疫苗的主要遞送方法

圖3 mRNA疫苗的主要遞送方式

圖中展示了mRNA疫苗的常用遞送方法和載體分子以及顆粒復(fù)合物的典型直徑:裸mRNA(a部分);體內(nèi)電穿孔裸mRNA(b部分);魚(yú)精蛋白(陽(yáng)離子肽)-復(fù)合的mRNA(c部分);與帶正電荷的水包油陽(yáng)離子納米乳液相關(guān)的mRNA(d部分);mRNA與化學(xué)修飾的樹(shù)枝狀大分子相關(guān)并與聚乙二醇(PEG)-脂質(zhì)復(fù)合(e部分);PEG-脂質(zhì)納米顆粒中的魚(yú)精蛋白復(fù)合mRNA(f部分);與陽(yáng)離子聚合物(例如聚乙烯亞胺(PEI))相關(guān)的mRNA,(g部分);與陽(yáng)離子聚合物如PEI和脂質(zhì)成分相關(guān)的mRNA(h部分);與多糖(例如殼聚糖)顆�;蚰z(i部分)相關(guān)的mRNA;陽(yáng)離子脂質(zhì)納米顆粒中的mRNA(例如,1,2-二油酰氧基-3-三甲基銨丙烷(DOTAP)或二油酰磷脂酰乙醇胺(DOPE)脂質(zhì))(j部分);與陽(yáng)離子脂質(zhì)和膽固醇復(fù)合的mRNA(k部分);和與陽(yáng)離子脂質(zhì)、膽固醇和PEG-脂質(zhì)復(fù)合的mRNA(l部分)。

表1 mRNA的遞送系統(tǒng)

LNP是應(yīng)用最廣泛的平臺(tái),已被證明在mRNA傳遞方面具有最佳的臨床效果。LNP主要由可電離脂質(zhì)、膽固醇、磷脂和聚乙二醇(PEG)-脂質(zhì)組成(圖4)。

圖4 mRNA脂質(zhì)納米粒復(fù)合物的示意圖

LNP最初被設(shè)計(jì)用于傳遞siRNA,現(xiàn)被應(yīng)用于mRNA的傳遞,并作為最具臨床可翻譯性的非病毒傳遞載體出現(xiàn)。LNP主要由可電離的氨基類脂分子、輔助磷脂、膽固醇和脂質(zhì)錨定聚乙二醇(PEG)組成�?呻婋x脂質(zhì)是一種兩親性結(jié)構(gòu),具有親水性頭基(包含一個(gè)或多個(gè)可電離胺)、能夠促進(jìn)自組裝的烴鏈和連接頭基與烴鏈的連接體�?呻婋x脂質(zhì)設(shè)計(jì)用于在低pH值下通過(guò)游離胺質(zhì)子化獲得正電荷,主要用于兩個(gè)目的:(1)在制備LNP期間,帶正電荷的脂質(zhì)可通過(guò)靜電相互作用促進(jìn)帶負(fù)電荷的mRNA的封裝;(2)在細(xì)胞內(nèi)輸送LNP后的酸性內(nèi)體微環(huán)境中,帶正電的脂質(zhì)可與離子內(nèi)體膜相互作用,促進(jìn)膜融合和失穩(wěn),導(dǎo)致LNP和內(nèi)體釋放mRNA。

在生理pH值下,可電離脂質(zhì)保持中性,提高穩(wěn)定性并降低全身毒性。具有代表性的可電離脂質(zhì)包括:Dlin-DMA、Dlin-KC2-DMA和Dlin-MC3-DMA,它們是在合理設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上合成的;C12–200和cKK-E12則通過(guò)組合文庫(kù)的高通量篩選;下一代COVID-19脂質(zhì),包括DLN-MC3-DMA衍生物L(fēng)319、C12—200和CKK-E12衍生物、COVID-19疫苗脂質(zhì)ALC-0315和SM-102、TT3和生物可降解衍生物FTT5、維生素衍生脂質(zhì)SSPALME和VCLNP、A9、L5、A18脂質(zhì)、ATX脂質(zhì)和LP01,它們大部分是可生物降解的(圖5)。除可電離脂質(zhì)外,加入磷脂(DOPE和DSPC)和膽固醇可以改善脂質(zhì)雙層穩(wěn)定性、輔助膜融合和內(nèi)體逃逸。脂質(zhì)錨定PEG可減少巨噬細(xì)胞介導(dǎo)的清除。更重要的是,脂質(zhì)錨定PEG有助于防止顆粒聚集并提高儲(chǔ)存穩(wěn)定性。

圖5 臨床前研究和臨床試驗(yàn)中使用的代表性 LNP 結(jié)構(gòu)和可電離脂質(zhì)

mRNA疫苗的生產(chǎn)

一旦確定病原體或宣布爆發(fā),病原體和抗原的基因組將通過(guò)組合測(cè)序、生物信息學(xué)和計(jì)算方法確定(如果尚未獲得)。候選疫苗抗原序列以電子方式存儲(chǔ),可在全球范圍內(nèi)用于mRNA疫苗的計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì),然后通過(guò)分子克隆或合成構(gòu)建質(zhì)粒DNA模板。中試疫苗批次是在無(wú)細(xì)胞系統(tǒng)中通過(guò)mRNA的體外轉(zhuǎn)錄和加帽、純化和使用遞送系統(tǒng)的配制而產(chǎn)生的。進(jìn)行過(guò)程中分析和效力測(cè)試,以評(píng)估試驗(yàn)性mRNA疫苗批次的質(zhì)量。如果需要,可以在免疫原性和/或疾病動(dòng)物模型中進(jìn)一步測(cè)試試驗(yàn)性mRNA疫苗批次。最終的mRNA疫苗是通過(guò)一個(gè)通用的過(guò)程進(jìn)行放大和制造的,只需很少的修改,可快速測(cè)試并派送使用(圖6)。

圖6 mRNA疫苗生產(chǎn)示意圖

與傳統(tǒng)疫苗相比,mRNA最重要的優(yōu)勢(shì)之一是其制造相對(duì)簡(jiǎn)單。為了生產(chǎn)具有特定質(zhì)量屬性的mRNA產(chǎn)品,必須執(zhí)行一系列制造步驟。目前,仍然缺乏一個(gè)完善的制造平臺(tái),并允許進(jìn)行多種步驟的組合。這些可分為上游加工(包括酶促生成mRNA)和下游加工(包括純化mRNA產(chǎn)物所需的單元操作)(圖7)。

圖7 mRNA 疫苗制造過(guò)程的生產(chǎn)和純化步驟的示意圖

mRNA生產(chǎn)可在一步酶促反應(yīng)中進(jìn)行,其中使用加帽類似物,或在兩步反應(yīng)中進(jìn)行,使用痘苗加帽酶進(jìn)行加帽。實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的mRNA純化過(guò)程包括 DNase I 消化,然后是 LiCl 沉淀。采用成熟的色譜策略,結(jié)合切向流過(guò)濾,可獲得更大規(guī)模的純化;也可以使用新型色譜法來(lái)補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)純化。

必須改進(jìn)目前的IVT mRNA生產(chǎn)方法,使mRNA技術(shù)商業(yè)化,并支持市場(chǎng)需求。由于工藝產(chǎn)量和生產(chǎn)規(guī)模對(duì)制造成本和每劑成本有影響,推測(cè)連續(xù)加工將具有降低成本的特殊優(yōu)勢(shì)。連續(xù)加工已經(jīng)在化學(xué)和制藥行業(yè)中使用,以運(yùn)行靈活且經(jīng)濟(jì)高效的流程,并最終提供按需生產(chǎn)。此外,通過(guò)連續(xù)制造實(shí)現(xiàn)的過(guò)程集成還可以縮短操作時(shí)間,促進(jìn)自動(dòng)化和過(guò)程分析技術(shù)(PAT),從而提高生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量。mRNA制造的相對(duì)簡(jiǎn)單性使得該過(guò)程非常適合于連續(xù)加工,尤其是在微流體規(guī)模下(圖8)。

圖8 生產(chǎn)mRNA疫苗的連續(xù)制造工藝的概念設(shè)計(jì)

該過(guò)程包括連續(xù)形式的兩步酶促反應(yīng),然后使用切向流過(guò)濾策略和兩個(gè)多模式色譜步驟進(jìn)行酶循環(huán),一個(gè)在結(jié)合-洗脫模式下進(jìn)行中間純化,另一個(gè)在流動(dòng)模式下進(jìn)行精制,并使用第三個(gè)切向流過(guò)濾模塊實(shí)現(xiàn)配方。

第三部分 mRNA疫苗的接種及引發(fā)免疫反應(yīng)的機(jī)制

接種疫苗的位置會(huì)影響誘導(dǎo)的免疫反應(yīng)

除了疫苗成分本身,遞送的方式和位置也會(huì)影響其效力(圖1)。疫苗通常被注射到肌肉或皮下脂肪組織中,其它非傳統(tǒng)途徑,如經(jīng)鼻、脾內(nèi)、皮內(nèi)、鼻內(nèi)、靜脈和腫瘤內(nèi),也被廣泛應(yīng)用。次級(jí)淋巴器官的特點(diǎn)是大量免疫細(xì)胞的密集存在,如APC和T細(xì)胞,為有效誘導(dǎo)適應(yīng)性免疫反應(yīng)創(chuàng)造了理想的場(chǎng)所。樹(shù)突狀細(xì)胞是一種高度特化、異質(zhì)性的APC亞群,它將病原體的先天與適應(yīng)性免疫的激活聯(lián)系起來(lái)。

圖1 mRNA 注射的不同位置誘導(dǎo)的免疫反應(yīng)

圖中列出了不同方式的優(yōu)缺點(diǎn)�?偟膩�(lái)說(shuō),用mRNA直接轉(zhuǎn)染APC并不是有效誘導(dǎo)免疫應(yīng)答的必要先決條件,全身注射原則上是可行的。將mRNA直接注射到次級(jí)淋巴組織有助于靶向抗原遞送到APC,無(wú)需DC遷移。肌肉內(nèi)和皮內(nèi)注射疫苗可引發(fā)更持久的蛋白質(zhì)表達(dá)。另外,在一項(xiàng)研究中,與靜脈注射相比,皮內(nèi)注射的mRNA編碼的熒光素酶的半衰期延長(zhǎng)了三倍。

一旦mRNA分子從LNP釋放到細(xì)胞質(zhì)中,它就會(huì)被toll樣受體(TLR)如TLR3或7/8以及維甲酸誘導(dǎo)基因(RIG)-I感覺(jué)到,維甲酸誘導(dǎo)基因(RIG)-I促進(jìn)I型干擾素(IFN)分泌到細(xì)胞外基質(zhì),從而創(chuàng)造一種有利于Th1應(yīng)答而非Th2應(yīng)答的環(huán)境。mRNA由核糖體直接翻譯成多肽,由蛋白酶體系統(tǒng)處理,導(dǎo)致肽呈遞到細(xì)胞表面的MHC-I上(類似于病毒感染期間),并經(jīng)翻譯后修飾折疊成蛋白質(zhì),根據(jù)mRNA設(shè)計(jì),可以是膜錨定的或分泌的。在細(xì)胞外蛋白質(zhì)或含有蛋白質(zhì)的細(xì)胞碎片攝取蛋白質(zhì)后,APC上可能出現(xiàn)MHC-II上的肽呈遞(圖2)。

圖2 細(xì)胞攝取LNP包被的mRNA疫苗后的反應(yīng)

圖3 mRNA疫苗對(duì)免疫功能的影響

a)外源mRNA對(duì)先天免疫的影響。內(nèi)體中的TLR以及細(xì)胞質(zhì)中的RIG-I和MDA5等受體可以檢測(cè)外源mRNA。dsRNA可以誘導(dǎo)強(qiáng)烈的IFN1反應(yīng)。源自翻譯蛋白的肽將在蛋白酶體中加工并呈現(xiàn)在MHC-I和MHC-II分子上。b)外源mRNA對(duì)適應(yīng)性免疫的影響。APC可以將MHC-II上的外源抗原呈遞給CD4+T細(xì)胞,并在MHC-I上交叉呈遞給CD8+T細(xì)胞。CD4+T細(xì)胞為B細(xì)胞和CD8+T細(xì)胞提供幫助。最后,抗原特異性B和T細(xì)胞的克隆擴(kuò)增導(dǎo)致靶細(xì)胞消除。c)腫瘤免疫逃避的風(fēng)險(xiǎn)。腫瘤能夠通過(guò)招募骨髓源性抑制細(xì)胞(MDSC)、調(diào)節(jié)性T細(xì)胞、M2巨噬細(xì)胞和產(chǎn)生免疫抑制細(xì)胞因子來(lái)創(chuàng)造免疫抑制微環(huán)境。例如,T細(xì)胞上耗竭標(biāo)志物的上調(diào)或腫瘤細(xì)胞上的抗原丟失可以進(jìn)一步推動(dòng)免疫逃避。CPI(免疫檢查點(diǎn)抑制劑)可能有助于重新獲得免疫監(jiān)視。

圖4、圖5、圖6展示了mRNA疫苗引發(fā)天然免疫應(yīng)答反應(yīng)的機(jī)制。

圖4 外源mRNA引發(fā)的先天免疫應(yīng)答機(jī)制

IVT合成的mRNA疫苗由PRR(包括內(nèi)體TLR3、-7和-8,以及細(xì)胞質(zhì)固有免疫受體RIG-I和MDA5)識(shí)別。由不準(zhǔn)確的T7聚合酶活性產(chǎn)生的dsRNA被TLR8和RIG-I識(shí)別,以誘導(dǎo)促炎細(xì)胞因子的表達(dá),并促進(jìn)由2′-5′-寡腺苷酸合酶/RNase L和依賴PKR的eIF2α磷酸化介導(dǎo)的RNA降解和翻譯抑制。

圖5 mRNA體外轉(zhuǎn)錄和先天免疫激活

(A)mRNA體外轉(zhuǎn)錄。以具有抗原編碼序列的DNA為模板,mRNA體外轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物含有單鏈RNA(ssRNA)、雙鏈RNA(dsRNA)等。ssRNA結(jié)構(gòu)通常包括5′cap、5′UTR、開(kāi)放閱讀框(ORF)區(qū)、3′UTR和poly(A)尾結(jié)構(gòu)

(B) RNA翻譯和抗原呈遞。mRNA通過(guò)內(nèi)吞作用進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)。一些mRNA與宿主細(xì)胞的核糖體結(jié)合并成功翻譯�?乖鞍卓杀患�(xì)胞質(zhì)中的蛋白酶體降解為抗原肽,并通過(guò)主要組織相容性復(fù)合體(MHC)I途徑呈遞給細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞(CTL);或者,它們可以從宿主細(xì)胞中釋放出來(lái),并由DCs接收。然后,它們被降解并通過(guò)MHC-II途徑呈遞給輔助性T細(xì)胞和B細(xì)胞。B細(xì)胞也能識(shí)別釋放的抗原蛋白

(C)自身輔助效應(yīng)。各種模式識(shí)別受體(PRR)可以識(shí)別mRNA的體外轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物。ssRNA可由內(nèi)體固有免疫受體(例如Toll樣受體7(TLR7)、TLR8)識(shí)別。dsRNA可由內(nèi)體固有免疫受體(如TLR3)和細(xì)胞質(zhì)固有免疫受體(PKR、RIG-I、MDA5和OAS識(shí)別。在此基礎(chǔ)上,mRNA產(chǎn)物可以刺激促炎細(xì)胞因子和I型干擾素(IFN)的分泌,從而導(dǎo)致抗原呈遞細(xì)胞(APCs)的激活和炎癥反應(yīng)。然而,它們也可激活導(dǎo)致mRNA翻譯停滯和mRNA降解的抗病毒酶。

圖6 mRNA疫苗的天然免疫傳感

樹(shù)突狀細(xì)胞(DC)對(duì)兩種mRNA疫苗的先天免疫感應(yīng),RNA感受器顯示為黃色,抗原顯示為紅色,DC成熟因子顯示為綠色,肽-主要組織相容性復(fù)合體(MHC)復(fù)合物顯示為淺藍(lán)色和紅色;右上角顯示了脂質(zhì)納米顆粒載體的示例。圖中展示了有助于識(shí)別雙鏈和未修飾單鏈RNA的主要已知RNA感受器的非詳盡列表,選擇未修飾、未純化(a部分)和核苷修飾、快速蛋白液相色譜(FPLC)純化(b部分)的mRNA來(lái)說(shuō)明兩種形式的mRNA疫苗,二者分別具有和不具有已知形式的mRNA傳感。虛線箭頭表示抗原表達(dá)減少。Ag,抗原;PKR,干擾素誘導(dǎo),雙鏈RNA活化蛋白激酶;MDA5,干擾素誘導(dǎo)的含螺旋酶C結(jié)構(gòu)域的蛋白1(也稱為IFIH1);IFN,干擾素;m1ψ,1-甲基假尿苷;OAS,2′–5′-寡腺苷酸合成酶;TLR,Toll樣受體。

圖7展示的是mRNA疫苗引發(fā)機(jī)體適應(yīng)性免疫應(yīng)答的機(jī)制。

圖7 mRNA疫苗接種引發(fā)的適應(yīng)性免疫反應(yīng)

注射部位的局部炎癥促進(jìn)免疫細(xì)胞(包括中性粒細(xì)胞、單核細(xì)胞、髓樣樹(shù)突狀細(xì)胞(MDC)和漿細(xì)胞樣樹(shù)突狀細(xì)胞(PDC))的浸潤(rùn)。中性粒細(xì)胞可以有效地吸收LNP,但單核細(xì)胞和MDC更有效地翻譯mRNA。I型干擾素(IFN)被刺激分泌。mRNA/LNP和蛋白質(zhì)抗原將擴(kuò)散,細(xì)胞將遷移到疫苗引流淋巴結(jié)�?乖蔬f給T細(xì)胞和抗原與B細(xì)胞的相互作用發(fā)生在這些部位。這會(huì)引起生發(fā)中心的形成,從而產(chǎn)生駐留在骨髓中的記憶 B 細(xì)胞和產(chǎn)生抗體的漿細(xì)胞。

第四部分 mRNA疫苗的應(yīng)用

針對(duì)COVID-19的mRNA疫苗

與包括 SARS 和 MERS 在內(nèi)的其他人類冠狀病毒一樣,SARS-CoV-2 是一種有包膜的、正鏈的單鏈 RNA 病毒,其基因組 RNA 編碼非結(jié)構(gòu)多聚蛋白和結(jié)構(gòu)蛋白,包括刺突 (S)、包膜 (E)、膜 (M) 和核衣殼 (N) 蛋白。作為表面蛋白,S、E和M蛋白插入病毒包膜,S糖蛋白賦予病毒顆粒一個(gè)“冠”和名稱。N蛋白包圍著正鏈基因組RNA。SARS-CoV-2利用S蛋白進(jìn)入宿主細(xì)胞,S 糖蛋白全長(zhǎng) 1,273 個(gè)氨基酸,由 N 端信號(hào)肽、胞外域、跨膜域和胞內(nèi)域組成,在功能上分為 S1 和 S2 亞基(圖1A)。受體結(jié)合域 (RBD) 位于 S1 亞基的 C 端,負(fù)責(zé)與人血管緊張素轉(zhuǎn)換酶 2 (hACE2) 結(jié)合,S2 介導(dǎo)膜融合。融合前的 S 結(jié)構(gòu)揭示了 S1 亞基的四個(gè)結(jié)構(gòu)域,N 端結(jié)構(gòu)域 (NTD)、RBD、C 端結(jié)構(gòu)域 (CTD)1 和 CTD2,環(huán)繞 S 三聚體的三重軸并覆蓋下面的 S2 片段 ; S2 亞基似乎是一個(gè)對(duì)稱的三聚體,其中第一個(gè)七肽重復(fù)序列 (HR1) 向病毒膜彎曲(圖1B)。融合后構(gòu)象的 SARS-CoV-2 S 三聚體的結(jié)構(gòu)表明,經(jīng)過(guò)大量的結(jié)構(gòu)重排后,HR1 和中央螺旋 (CH) 形成了一個(gè)異常長(zhǎng)的、中央的、三鏈卷曲螺旋(圖1C)。此外,據(jù)報(bào)道,SARS-CoV-2 S 蛋白向融合后狀態(tài)的自發(fā)轉(zhuǎn)變與靶細(xì)胞無(wú)關(guān),當(dāng)全長(zhǎng) S 編碼質(zhì)粒轉(zhuǎn)染細(xì)胞時(shí),融合前和融合后 S 蛋白均會(huì)生成。S蛋白在融合前構(gòu)象狀態(tài)下的高度不穩(wěn)定性無(wú)疑是S基疫苗開(kāi)發(fā)中的一大障礙。幸運(yùn)的是,在CH開(kāi)始時(shí)引入兩個(gè)連續(xù)的脯氨酸殘基(2P)是將β-冠狀病毒S蛋白保留在融合前構(gòu)象中的通用策略。脯氨酸有限的骨架扭轉(zhuǎn)角可能不利于 CH 和 HR1 之間的接頭的重折疊,阻止 S 蛋白轉(zhuǎn)變?yōu)槿诤虾髽?gòu)象。此外,SARS-CoV-2 S-2P 突變體的冷凍電鏡結(jié)構(gòu)表明 2P 取代不會(huì)改變 S 蛋白的構(gòu)象(圖1D)。同時(shí),還報(bào)道了包括RBD-hACE2和RBD-單克隆抗體在內(nèi)的多種結(jié)構(gòu)。RBD 包含兩個(gè)結(jié)構(gòu)子域,其中五個(gè)反向平行的 b 鏈包含一個(gè)保守的核心子域,另一個(gè)外部子域由識(shí)別 hACE2 的二硫鍵穩(wěn)定的柔性環(huán)控制(圖1E)。此外,RBD 和 S-2P 蛋白都可以誘導(dǎo)有效的 SARS-CoV-2 中和抗體和 T 細(xì)胞反應(yīng)。因此,它們被廣泛用作 COVID-19 mRNA 疫苗開(kāi)發(fā)中的免疫原。

圖1 COVID-19 mRNA 疫苗的抗原

A:按域著色的全長(zhǎng)SARS-CoV-2S一級(jí)結(jié)構(gòu)的示意圖。SS,信號(hào)肽;NTD,N-末端結(jié)構(gòu)域;RBD,受體結(jié)合域;CTD,C端域;FP,融合肽;HR1,七肽重復(fù)1;CH,中心螺旋;CD,連接器域;HR2,七肽重復(fù)2;TM,跨膜結(jié)構(gòu)域;CT,細(xì)胞質(zhì)尾。B:SARS-CoV-2野生型S蛋白在融合前狀態(tài)的結(jié)構(gòu)。C:SARS-CoV-2野生型S蛋白在融合后狀態(tài)的結(jié)構(gòu)。D:SARS-CoV-2S-2P的結(jié)構(gòu)。E:SARS-CoV-2RBD的結(jié)構(gòu)。

mRNA疫苗包含S蛋白編碼區(qū),兩側(cè)為優(yōu)化的5’-和3’-UTR和polyA尾,通過(guò)IVT合成,然后用5’-帽模擬物進(jìn)行5’-加帽,并用LNP封裝用于IM注射(肌肉注射)(圖2 步驟1)。疫苗通過(guò)內(nèi)吞作用進(jìn)入肌肉細(xì)胞或抗原呈遞細(xì)胞,如樹(shù)突狀細(xì)胞或巨噬細(xì)胞(步驟2)。mRNA分子從LNP中卸下并在核糖體中翻譯為S蛋白(步驟3)。新合成的S蛋白分泌到細(xì)胞外空間,通過(guò)內(nèi)吞作用內(nèi)化到抗原呈遞細(xì)胞中,并作為MHC II類抗原呈遞復(fù)合物的一部分(步驟5b,6b,和7)將抗原呈遞給免疫細(xì)胞,包括T細(xì)胞和B細(xì)胞。蛋白質(zhì)體部分降解的S肽被整合到MHC I類復(fù)合物中,然后將其轉(zhuǎn)運(yùn)至質(zhì)膜并作為抗原呈遞給免疫細(xì)胞(步驟4a、4b、5a和7)。

圖2 COVID-19 mRNA疫苗的傳遞和工作機(jī)制

憑借其通用性和快速發(fā)展的優(yōu)勢(shì),兩種COVID-19mRNA疫苗(mRNA-1273和BNT162b2)已獲準(zhǔn)上市,一種候選藥物處于III期臨床試驗(yàn),另外三種候選藥物目前處于I或II期臨床評(píng)估。根據(jù)臨床前實(shí)驗(yàn)或臨床試驗(yàn)的已發(fā)表數(shù)據(jù),表1列出了臨床試驗(yàn)中的所有COVID-19mRNA疫苗或候選疫苗,并總結(jié)了它們的安全性、中和抗體反應(yīng)和保護(hù)功效。

表1 COVID-19 mRNA疫苗的臨床應(yīng)用

BNT162b2是一種脂質(zhì)納米粒制劑,核苷修飾的mRNA疫苗,用于預(yù)防由嚴(yán)重急性呼吸綜合征冠狀病毒2(SARS-CoV-2)感染引起的新型冠狀病毒病2019(COVID-19)。BNT162b2編碼的SARS-CoV-2 S蛋白表達(dá)可誘導(dǎo)受體對(duì)抗原的免疫應(yīng)答。BNT162b2以兩劑方案肌肉注射給藥。保護(hù)率可達(dá)95%。

BNT162b2需要冷藏(對(duì)疫苗的分發(fā)構(gòu)成后勤挑戰(zhàn)),并且必須在使用前解凍和稀釋。稀釋后,每個(gè)小瓶包含六個(gè) 30 μg 劑量。BNT162b2 以兩個(gè) 30 μg 劑量的療程肌肉注射(理想情況下進(jìn)入三角�。�,推薦劑量間隔為 21 天。在第二劑給藥后 7 天,可能無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì) COVID-19 的完全保護(hù)。與其他疫苗的情況一樣,BNT162b2 可能無(wú)法保護(hù)每個(gè)接受者。

作用機(jī)理

BNT162b2由脂質(zhì)納米粒包裹的核苷修飾mRNA組成,該mRNA編碼膜錨定的全長(zhǎng)SARS-CoV-19 S蛋白,并且包含突變,該突變使S蛋白以抗原首選的融合前構(gòu)象穩(wěn)定。脂質(zhì)納米粒保護(hù)非復(fù)制RNA不被降解,并允許其在肌肉注射后進(jìn)入宿主細(xì)胞。一旦進(jìn)入宿主細(xì)胞,mRNA被翻譯成SARS-CoV-2 S蛋白,該蛋白在宿主細(xì)胞表面表達(dá),誘導(dǎo)中和抗體和針對(duì)其的細(xì)胞免疫反應(yīng)(圖3)。

圖3 肌肉注射BNT162b2的作用機(jī)制

盡管mRNA疫苗在過(guò)去幾年中呈現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢(shì),但直到SARS-CoV-2大流行顯著加速和加速了臨床試驗(yàn)和審查,人類才批準(zhǔn)使用第一種mRNA疫苗。這無(wú)疑是疫苗接種史上的一個(gè)里程碑,如果成功,基于mRNA的疫苗可能成為未來(lái)大流行的即時(shí)“標(biāo)準(zhǔn)”解決方案,但也可能取代一些常規(guī)的基于蛋白質(zhì)的減毒活疫苗。mRNA平臺(tái)也可能優(yōu)于其他平臺(tái),能夠最快速地修改和分布,以對(duì)抗大流行期間出現(xiàn)的新變異病毒株。

基于過(guò)去十年中mRNA疫苗平臺(tái)的重大技術(shù)創(chuàng)新和進(jìn)步,抗COVID-19的mRNA疫苗以前所未有的速度研制成功。在臨床試驗(yàn)中,與蛋白亞單位疫苗和滅活病毒疫苗相比,COVID-19 mRNA疫苗顯示出更高的系統(tǒng)性不良事件發(fā)生率,如發(fā)熱和疲勞。因此,有必要長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)COVID-19 mRNA疫苗的安全性。大多數(shù)mRNA疫苗旨在產(chǎn)生中和IgG抗體,而中和IgG抗體只能通過(guò)肌肉免疫有效保護(hù)下呼吸道。然而,主要負(fù)責(zé)保護(hù)上呼吸道的IgA抗體可能是消毒免疫所必需的,并且mRNA疫苗誘導(dǎo)的IgA抗體水平在目前的臨床試驗(yàn)中尚未確定。此外,盡管mRNA-1273的研究結(jié)果表明,在人類初次接種疫苗后,高中和抗體滴度至少持續(xù)4個(gè)月,但這些mRNA疫苗能夠保護(hù)人類抵抗COVID-19的時(shí)間還有待進(jìn)一步闡明。

另一方面,仍然需要生成數(shù)據(jù)來(lái)評(píng)估m(xù)RNA疫苗是否適合所有人,包括兒童、老年人、免疫抑制個(gè)體以及自身免疫疾病等慢性病患者。與不同藥物的相容性也需要評(píng)估。mRNA疫苗誘導(dǎo)的I型IFN應(yīng)答是否會(huì)成為各種潛在疾病患者或I型IFN治療患者的問(wèn)題?其中一些類型的調(diào)查已經(jīng)開(kāi)始或計(jì)劃進(jìn)行。在經(jīng)批準(zhǔn)的SARS-CoV-2 mRNA疫苗分銷過(guò)程中,mRNA疫苗的其他問(wèn)題引起了衛(wèi)生保健系統(tǒng)的極大關(guān)注,包括冷鏈和儲(chǔ)存限制。即使在高收入國(guó)家,許多門診和疫苗接種點(diǎn)也無(wú)法使用低溫冰箱,以滿足某些mRNA疫苗的需求,這一挑戰(zhàn)在低收入國(guó)家將更加突出。因此,迫切需要對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行改進(jìn)和驗(yàn)證。

mRNA疫苗的其它臨床應(yīng)用

自從Wolf等人證明可以從活組織中的體外轉(zhuǎn)錄mRNA產(chǎn)生蛋白質(zhì)以來(lái),mRNA疫苗已經(jīng)在許多應(yīng)用中證明了其有效性。首次使用基于RNA脈沖DC癌癥疫苗的mRNA技術(shù)進(jìn)行臨床試驗(yàn)的記錄可以追溯到2003年。今天,可以發(fā)現(xiàn)超過(guò)140項(xiàng)臨床試驗(yàn)使用mRNA來(lái)解決癌癥或傳染病等不同情況(圖4)。

圖4 每年根據(jù)疾病類型(左)和遞送系統(tǒng)(右)提交的 mRNA 疫苗臨床試驗(yàn)的細(xì)分

癌癥是目前mRNA技術(shù)的首選目標(biāo),超過(guò)50%的臨床試驗(yàn)集中于黑色素瘤、前列腺癌和腦癌的治療(圖5),大多數(shù)試驗(yàn)仍處于早期階段(I和II)。除了安全性和免疫反應(yīng)外,缺乏癌癥治療的基準(zhǔn)阻礙了對(duì)疫苗有效性的評(píng)估。然而,傳染病的情況并非如此,因?yàn)樵S多傳統(tǒng)疫苗可用作驗(yàn)證新mRNA疫苗的基準(zhǔn)。mRNA還顯示出其它潛力,不僅可用于治療癌癥,也可在許多其他疾�。ㄈ缧难芗膊『虸I型糖尿�。┲凶鳛榈鞍踪|(zhì)表達(dá)的治療劑。

圖5 mRNA疫苗的應(yīng)用

表2和表3梳理了針對(duì)癌癥與傳染性疾病的mRNA疫苗的臨床應(yīng)用情況。

表2 針對(duì)癌癥的mRNA疫苗的臨床試驗(yàn)

表3 針對(duì)病毒性疾病的mRNA 疫苗的臨床試驗(yàn)

第五部分 mRNA疫苗的有效性、安全性及展望

有效性

mRNA疫苗通過(guò)幾種可能的途徑導(dǎo)致適應(yīng)性免疫:(1)轉(zhuǎn)染體細(xì)胞,如肌肉細(xì)胞和表皮細(xì)胞,(2)在注射部位轉(zhuǎn)染組織駐留的免疫細(xì)胞,(3)在次級(jí)淋巴組織(包括淋巴結(jié)(LN)和脾臟)中轉(zhuǎn)染免疫細(xì)胞(圖1)。

圖1 肌肉注射疫苗的作用方式

對(duì)于注射的mRNA疫苗,有效性的主要考慮因素包括:專業(yè)抗原呈遞細(xì)胞(APC)中的抗原表達(dá)水平,其受載體效率、雙鏈RNA(dsRNA)或未修飾核苷形式的病原體相關(guān)分子模式(PAMP)和RNA序列的優(yōu)化水平(密碼子使用、G:C含量、5′和3′非翻譯區(qū)(UTR)等)的影響;樹(shù)突狀細(xì)胞(DC)成熟并向次級(jí)淋巴組織遷移,PAMPs增強(qiáng)了這一過(guò)程;疫苗激活強(qiáng)大的T濾泡輔助細(xì)胞(TFH)和生發(fā)中心(GC)B細(xì)胞反應(yīng)的能力——這一領(lǐng)域仍知之甚少。圖2以皮內(nèi)注射為例,分析了影響注射mRNA疫苗有效性的因素。

圖2 對(duì)直接注射mRNA疫苗有效性的考慮

安全性

與目前的許多疫苗接種策略(如DNA疫苗)相比,mRNA的生產(chǎn)速度更快、更靈活、成本更低,可用于精準(zhǔn)和個(gè)體化的治療,同時(shí)mRNA不會(huì)整合到宿主基因組中,保證了基本的安全性。與大多數(shù)生物制品的生產(chǎn)相比,mRNA制造是有優(yōu)勢(shì)的,它不需要使用細(xì)胞培養(yǎng);反應(yīng)時(shí)間快,污染風(fēng)險(xiǎn)低于其他復(fù)雜疫苗生產(chǎn)。此外,細(xì)胞內(nèi)的非整合性質(zhì)和瞬時(shí)表達(dá)有利于mRNA的安全性。

現(xiàn)代預(yù)防性疫苗的安全性要求非常嚴(yán)格,因?yàn)橐呙缡墙o健康人接種的。由于mRNA的制造過(guò)程不需要可能被外來(lái)病毒污染的有毒化學(xué)品或細(xì)胞培養(yǎng)物,因此mRNA的生產(chǎn)避免了與其他疫苗平臺(tái)(包括活病毒、病毒載體、滅活病毒和亞單位蛋白疫苗)相關(guān)的常見(jiàn)風(fēng)險(xiǎn)。

已經(jīng)對(duì)幾種不同的mRNA疫苗進(jìn)行了從I期到IIb期臨床研究測(cè)試,結(jié)果表明它們是安全的,并且耐受性良好。然而,最近的人體試驗(yàn)表明,不同mRNA平臺(tái)的注射部位或全身存在中等程度的反應(yīng),罕見(jiàn)情況下可出現(xiàn)嚴(yán)重反應(yīng)。在未來(lái)臨床前和臨床研究中可能評(píng)估的潛在安全問(wèn)題包括局部和全身炎癥、表達(dá)免疫原的生物分布和持久性、自身反應(yīng)性抗體的刺激以及任何非天然核苷酸和傳遞系統(tǒng)成分的潛在毒性作用。一個(gè)可能引起人們擔(dān)憂的是,一些基于mRNA的疫苗平臺(tái)會(huì)誘導(dǎo)有效的I型干擾素反應(yīng),這種反應(yīng)不僅與炎癥有關(guān),還可能與自身免疫有關(guān)。因此,在mRNA疫苗接種前識(shí)別自身免疫反應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)增加的個(gè)體,可以采取合理的預(yù)防措施。

另一個(gè)潛在的安全問(wèn)題可能源于mRNA疫苗接種期間細(xì)胞外RNA的存在。細(xì)胞外裸RNA已被證明可增加緊密堆積的內(nèi)皮細(xì)胞的通透性,因此可能導(dǎo)致水腫。另一項(xiàng)研究表明,細(xì)胞外RNA可促進(jìn)血液凝固和病理性血栓形成。因?yàn)椴煌膍RNA模式和傳遞系統(tǒng)首次在人類中使用,并在更大的患者群體中進(jìn)行測(cè)試,所以需要繼續(xù)評(píng)估其安全性。在系統(tǒng)性紅斑狼瘡和其他自身免疫性疾病患者中,有人提出抗自身RNA抗體的產(chǎn)生可能觸發(fā)和發(fā)展自身免疫。除此之外,與遞送化合物、絡(luò)合劑以及潛在插入核苷酸相關(guān)的毒性副作用的殘余風(fēng)險(xiǎn)仍然存在。

目前正在考慮關(guān)于評(píng)估基于RNA的感染性疾病預(yù)防疫苗的質(zhì)量、安全性和有效性的法規(guī)指南。現(xiàn)在的重點(diǎn)是建立能夠提供高質(zhì)量和一致性產(chǎn)品的制造流程。因此,必須定義一些關(guān)鍵工藝步驟和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)、中間體、原料藥(DS)和藥品(DP)的規(guī)范,例如,根據(jù)產(chǎn)品產(chǎn)量和允許嚴(yán)格產(chǎn)品量化和表征(產(chǎn)品標(biāo)識(shí)、純度和質(zhì)量)的分析技術(shù)。mRNA質(zhì)量可以使用多種分析技術(shù)進(jìn)行評(píng)估,如凝膠電泳和高效液相色譜(HPLC),可以使用測(cè)序技術(shù)確定其身份,如逆轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈反應(yīng)(RT-PCR)或下一代測(cè)序。必須確定是否存在殘留的DNA、酶和溶劑,以及dsRNA和截?cái)嗟腞NA片段。此外,作為一般質(zhì)量控制,還必須評(píng)估內(nèi)毒素的存在、總體無(wú)菌性和mRNA穩(wěn)定性等方面。

展望

基于mRNA的疫苗是一種很有前途的新型平臺(tái),具有高度通用性、有效性、精簡(jiǎn)性、可擴(kuò)展性、廉價(jià)和無(wú)冷鏈的潛力。重要的是,基于mRNA的疫苗可能填補(bǔ)新興大流行性傳染病與快速、充足的有效疫苗供應(yīng)之間的空白。與傳統(tǒng)疫苗相比,mRNA疫苗技術(shù)具有巨大的潛力。這種多功能RNA疫苗平臺(tái)在發(fā)現(xiàn)和開(kāi)發(fā)的速度和成本、許多目標(biāo)的成功概率以及針對(duì)新威脅的有效疫苗的快速生產(chǎn)方面提供了優(yōu)勢(shì)。然而,要完全了解其在人體內(nèi)的安全性和有效性還為時(shí)過(guò)早。最近公布的兩項(xiàng)針對(duì)傳染病的常規(guī)mRNA疫苗臨床試驗(yàn)結(jié)果顯示,總體上耐受性良好、免疫原性良好,但根據(jù)動(dòng)物試驗(yàn)結(jié)果,反應(yīng)比預(yù)期更溫和。需要進(jìn)一步深入了解作用機(jī)制,以了解由mRNA和傳遞系統(tǒng)產(chǎn)生的先天免疫反應(yīng)的影響,并確定從動(dòng)物物種學(xué)習(xí)如何轉(zhuǎn)化到人類。

未來(lái)5年將對(duì)mRNA疫苗領(lǐng)域非常重要,人體臨床試驗(yàn)的結(jié)果將使人們更清楚地了解該技術(shù)的真正前景,并深入了解正在開(kāi)發(fā)的各種mRNA技術(shù)和傳遞系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)。


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