瘧原蟲(chóng)疫苗

盡管開(kāi)發(fā)中的絕大多數(shù)mRNA疫苗是為了防止病毒感染，但也有預(yù)防其他傳染病的努力。瘧疾是由單細(xì)胞真核寄生蟲(chóng)引起的，其發(fā)病率和殺傷力位居榜首。每年，瘧疾折磨著全世界2億多人，奪走40多萬(wàn)患者的生命。由于缺乏表面抗原和瘧原蟲(chóng)的復(fù)雜生命周期，抗瘧疫苗的生產(chǎn)一直很困難。幸運(yùn)的是，人體對(duì)瘧原蟲(chóng)感染的自然免疫反應(yīng)的研究已經(jīng)確定了潛在的非表面抗原靶點(diǎn)。

例如，瘧原蟲(chóng)分泌的細(xì)胞因子巨噬細(xì)胞遷移抑制因子（PMIF）已被證明可阻止T細(xì)胞產(chǎn)生長(zhǎng)期記憶。根據(jù)這一發(fā)現(xiàn)，從基于角鯊烯的陽(yáng)離子納米乳劑中制備了一種疫苗，該納米乳劑裝載有編碼PMIF的自擴(kuò)增mRNA。兩個(gè)15?g劑量可改善輔助性T細(xì)胞的發(fā)育，并誘發(fā)抗瘧原蟲(chóng)IgG抗體和記憶性T細(xì)胞反應(yīng)。

另一項(xiàng)關(guān)于瘧疾感染的機(jī)制研究發(fā)現(xiàn)，惡性瘧原蟲(chóng)富含谷氨酸蛋白（PfGARP）是一種潛在的mRNA疫苗靶點(diǎn)。一種編碼PfGARP抗原的核苷修飾mRNA疫苗正在開(kāi)發(fā)中，該疫苗使用了Acuitas Therapeutics專(zhuān)有的LNP。臨床前研究表明，該疫苗可以降低動(dòng)物感染瘧原蟲(chóng)后的反應(yīng)。

mRNA疫苗的關(guān)鍵問(wèn)題

目前，針對(duì)mRNA疫苗的安全性人們還有很多疑惑。此外，mRNA疫苗也只有在SARS－CoV－2的預(yù)防中獲得批準(zhǔn)，在其它方面的療效還有待進(jìn)一步研究。很多問(wèn)題需要解決，下面我們來(lái)一起探討未來(lái)mRNA疫苗可能會(huì)面臨的一些關(guān)鍵問(wèn)題。

抗原反應(yīng)持續(xù)時(shí)間

接種疫苗后，抗原被抗原呈遞細(xì)胞吸收并運(yùn)輸?shù)搅馨徒Y(jié)，在淋巴結(jié)中，B細(xì)胞、抗原呈遞細(xì)胞和濾泡輔助性T細(xì)胞（Tfh）之間的相互作用促進(jìn)生發(fā)中心的形成。在生發(fā)中心內(nèi)，B細(xì)胞隨后增殖、分化并突變其抗體基因，以產(chǎn)生針對(duì)攻擊性抗原的高親和力中和抗體。生發(fā)中心反應(yīng)和Tfh細(xì)胞誘導(dǎo)對(duì)于持久的抗體反應(yīng)至關(guān)重要，這將保護(hù)患者數(shù)月或數(shù)年。

為了增強(qiáng)這一免疫反應(yīng)過(guò)程的第一步，一些傳遞系統(tǒng)以抗原呈遞細(xì)胞為靶點(diǎn)，翻譯mRNA。積極靶向抗原呈遞細(xì)胞的幾種有希望的策略包括將單克隆抗體與LNP表面結(jié)合，并用樹(shù)突狀細(xì)胞特異性配體修飾LNP表面�；蛘�，調(diào)節(jié)LNP的物理性質(zhì)，如表面電荷，已用于提高癌癥疫苗療效。

此外，通過(guò)延長(zhǎng)抗原mRNA的翻譯來(lái)改變疫苗藥代動(dòng)力學(xué)已成為增強(qiáng)抗體反應(yīng)的令人興奮的工具。生發(fā)中心反應(yīng)期間持續(xù)的抗原可用性已被證明可使抗體產(chǎn)生量增加約10倍。在小鼠中的一項(xiàng)研究表明，與未經(jīng)修飾的mRNA相比，核苷修飾的mRNA循環(huán)時(shí)間更長(zhǎng)，并誘導(dǎo)更強(qiáng)的Tfh細(xì)胞和生發(fā)中心B細(xì)胞反應(yīng)。

在臨床試驗(yàn)中，兩次劑量的mRNA－1273也能在6個(gè)月內(nèi)引發(fā)持久的抗體反應(yīng)。盡管抗體滴度在研究期間略有下降，但所有年齡組均保持較高的中和能力。這些結(jié)果是有希望的，然而，抗體反應(yīng)的持續(xù)時(shí)間是一個(gè)復(fù)雜的現(xiàn)象，不同的抗原會(huì)有所不同，需要更長(zhǎng)期的數(shù)據(jù)才能全面理解。

針對(duì)病毒的突變

病毒基因組的突變?cè)趶?fù)制過(guò)程中很常見(jiàn)。盡管大多數(shù)突變對(duì)病毒的功能影響很小或沒(méi)有影響，但一些突變可以增強(qiáng)免疫逃避，阻礙疫苗的開(kāi)發(fā)。例如，30多年來(lái)，艾滋病毒的快速突變阻礙了有效疫苗的開(kāi)發(fā)，而流感病毒的突變需要每年對(duì)疫苗配方進(jìn)行修改，以針對(duì)優(yōu)勢(shì)毒株。

新出現(xiàn)的SARS－CoV－2變異也引起了對(duì)mRNA疫苗交叉變異效力的關(guān)注。B．1．351和P．1變體在棘突蛋白受體結(jié)合域的484位（E484K）存在谷氨酸（E）到賴(lài)氨酸（K）突變，這促進(jìn)了免疫逃避。幸運(yùn)的是，F(xiàn)DA批準(zhǔn)的mRNA疫苗BNT162b2和mRNA－1273產(chǎn)生了針對(duì)B．1．351和P．1以及其他變體的交叉中和抗體，這表明它們可以提供針對(duì)它們的保護(hù)。然而，與最先的病毒相比，交叉中和效應(yīng)已經(jīng)顯著降低。此外，在CureVac的候選CVnCoV的IIb／III期試驗(yàn)中，測(cè)序的124個(gè)COVID－19病例中有57％都是突變體，包括B．1．351和P．1變體。

如果這些變異毒株隨時(shí)間逐漸成為主要變異體，則可能需要變異體特異mRNA增強(qiáng)劑。目前，Moderna正在評(píng)估最初的mRNA－1273疫苗和作為第三劑增強(qiáng)劑的最新版疫苗：mRNA－1273．351，它編碼來(lái)自B．1．351變體的棘突蛋白，以及mRNA－1273．211，一種mRNA－1273和mRNA－1273．351的1：1的混合疫苗。

從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，提供SARS－CoV－2和未來(lái)冠狀病毒爆發(fā)保護(hù)的泛冠狀病毒疫苗將會(huì)更有利。與HIV和流感一樣，新的結(jié)構(gòu)洞察有望促進(jìn)冠狀病毒保守位點(diǎn)的發(fā)現(xiàn)，加速抗原發(fā)現(xiàn)和疫苗設(shè)計(jì)。

安全性

總的來(lái)說(shuō)，mRNA疫苗具有良好的安全性，臨床試驗(yàn)中僅發(fā)生輕度或中度不良事件。然而，也有個(gè)別事件要求進(jìn)一步優(yōu)化mRNA抗原和運(yùn)載工具組件。例如，CureVac基于魚(yú)精蛋白的狂犬病候選藥物CV7201在78％的參與者中引發(fā)嚴(yán)重不良事件，促使CureVac采用LNPs作為其后續(xù)狂犬病候選藥物CV7202的首選給藥平臺(tái)。

與大多數(shù)藥物一樣，mRNA疫苗的不良反應(yīng)往往隨著劑量的增加而增加。例如，在CV7202的第一階段試驗(yàn)中，5μg劑量具有不可接受的毒性，而1μg是耐受性良好的最高劑量。此外，在Moderna H10N8流感疫苗的第一階段試驗(yàn)中，在400ug劑量患者出現(xiàn)嚴(yán)重不良事件，因此，試驗(yàn)以100μg劑量繼續(xù)。

在使用Pfizer–BioNTech和Moderna的COVID－19疫苗時(shí)，分別在約百萬(wàn)分之4．7和百萬(wàn)分之2．5的接種者中觀察到過(guò)敏反應(yīng)，這大約是傳統(tǒng)疫苗接種的2－4倍。一種說(shuō)法認(rèn)為，過(guò)敏反應(yīng)歸因于人群中預(yù)先存在的針對(duì)LNP中聚乙二醇化脂質(zhì)的抗體。這些抗體被認(rèn)為對(duì)許多消費(fèi)品（例如牙膏、洗發(fā)水和瀉藥）中的PEG存在反應(yīng)。據(jù)報(bào)道，40％的人群中存在抗PEG抗體，這可能會(huì)增加某些個(gè)體發(fā)生過(guò)敏反應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)，并阻礙疫苗的效力。目前，CDC建議，對(duì)于對(duì)Pfizer–BioNTech或Moderna疫苗的任何成分有過(guò)敏史的個(gè)人，不應(yīng)使用mRNA疫苗。很明顯，我們需要更好地理解mRNA疫苗配方是如何引起過(guò)敏反應(yīng)的，以便可以重新設(shè)計(jì)配方以改善安全性。

特定人群的疫苗接種

大多數(shù)疫苗，無(wú)論是傳統(tǒng)疫苗還是mRNA疫苗，都是針對(duì)兒童或健康成人開(kāi)發(fā)的。然而，由于免疫系統(tǒng)的不同，一些人群可能受益于替代疫苗接種策略或?qū)σ呙缃臃N的反應(yīng)不同。

產(chǎn)婦／新生兒疫苗接種

懷孕期間免疫系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性增加了一個(gè)人對(duì)傳染病的易感性，而感染會(huì)對(duì)產(chǎn)婦健康和胎兒發(fā)育造成災(zāi)難性影響。

為了應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，產(chǎn)婦疫苗接種已成為改善產(chǎn)婦健康和降低新生兒發(fā)病率的工具。母體IgG抗體通過(guò)與新生兒Fc受體結(jié)合，很容易穿過(guò)胎盤(pán)，進(jìn)入胎兒循環(huán)，保護(hù)胎兒免受病原體的侵害。在幾項(xiàng)研究中，母親接種mRNA負(fù)載的LNPs可防止懷孕小鼠中的胎兒寨卡病毒傳播，并保護(hù)新生小鼠免受皰疹病毒和鏈球菌的感染。

盡管垂直轉(zhuǎn)移的母體抗體可以防止新生兒感染，但它們也會(huì)阻礙對(duì)嬰兒在以后的生活中接種疫苗的效果，其機(jī)制尚不清楚。延長(zhǎng)抗原的可用性可能促進(jìn)更強(qiáng)烈的生發(fā)中心反應(yīng)，從而在存在母體抗體的情況下產(chǎn)生強(qiáng)大的嬰兒免疫反應(yīng)。

抗SARS－CoV－2的mRNA疫苗也被證明對(duì)懷孕和哺乳期人群具有免疫原性，并且在臍血和人類(lèi)乳汁中檢測(cè)到中和抗體。初步數(shù)據(jù)表明，mRNA－1273和BNT162b2在懷孕和非懷孕人群中引發(fā)類(lèi)似的不良事件，并且疫苗不會(huì)增加新生兒死亡或先天性異常的發(fā)生率。然而，需要進(jìn)一步的縱向研究來(lái)評(píng)估m(xù)RNA疫苗對(duì)產(chǎn)婦和新生兒健康的影響。

老年人

這一群體急需有效的疫苗，因?yàn)樵S多傳染病影響著老年人。例如，70至90％的流感相關(guān)死亡率發(fā)生在65歲以上的患者中，而COVID－19的死亡率在大于65歲的患者中是年輕患者的62倍。

老年人更難接種疫苗，因?yàn)槔淆g化對(duì)免疫系統(tǒng)的先天和適應(yīng)性反應(yīng)都有不利影響。Toll樣受體表達(dá)減少會(huì)阻止單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞分泌細(xì)胞因子和趨化因子，并限制與適應(yīng)性免疫系統(tǒng)的串?dāng)_。由于細(xì)胞因子信號(hào)受損以及生理和細(xì)胞變化，感染期間的適應(yīng)性免疫反應(yīng)通常不充分。這些變化包括胸腺退化、幼稚B細(xì)胞和T細(xì)胞減少、T細(xì)胞受體多樣性減少、對(duì)T細(xì)胞凋亡的更高易感性以及細(xì)胞毒性CD8＋T細(xì)胞上關(guān)鍵受體如CD28的表達(dá)減少。

幸運(yùn)的是，越來(lái)越多的證據(jù)表明，mRNA疫苗可能在所有年齡組都具有強(qiáng)大的效力。例如，在III期試驗(yàn)中，Pfizer–BioNTech的候選疫苗BNT162b2在所有治療組中的療效均超過(guò)93％。Moderna候選疫苗mRNA－1273也非常有效，在≥65歲的志愿者中顯示出86．4％的有效性，相比之下，18－65歲志愿者的療效為95．6％。

運(yùn)載工具的設(shè)計(jì)對(duì)于提高老年人的疫苗效力非常重要。mRNA載體可以作為炎癥佐劑，通過(guò)增強(qiáng)抗原提呈細(xì)胞向注射部位的募集來(lái)放大疫苗反應(yīng)。在一項(xiàng)臨床前研究中，CureVac的RNAVAC激活了TLR7，并在小鼠中產(chǎn)生了針對(duì)致命流感的持久免疫應(yīng)答。諾華公司的乳劑MF59已經(jīng)被用作mRNA遞送載體，也可以作為佐劑。MF59增強(qiáng)了流感疫苗的免疫原性，已被批準(zhǔn)用于老年人。

疫苗的獲得

獲得疫苗是實(shí)現(xiàn)廣泛預(yù)防傳染病的最大挑戰(zhàn)，特別是在低收入國(guó)家。目前批準(zhǔn)的SARS－CoV－2 mRNA疫苗的冷藏要求進(jìn)一步限制了疫苗的獲取。便攜式和可重復(fù)使用的Arktek冷凍柜可以在流行病期間實(shí)現(xiàn)數(shù)百萬(wàn)劑疫苗的快速部署。

然而，在COVID－19病毒需要接種數(shù)十億人，這需要耐熱疫苗。目前，有兩種SARS－CoV－2候選疫苗在室溫下具有耐熱性，如果這些耐熱候選疫苗在臨床試驗(yàn)中能夠顯示出良好的結(jié)果，他們可能在不久的將來(lái)簡(jiǎn)化全球?qū)�mRNA疫苗的獲取。

疫苗的接受度

疫苗只有在接種后才有效，支持疫苗安全性和有效性的數(shù)據(jù)非常豐富，疫苗已經(jīng)在世界部分地區(qū)根除了幾種傳染病，挽救了無(wú)數(shù)人的生命。然而，由于錯(cuò)誤信息和反疫苗運(yùn)動(dòng)，公眾的不信任感加劇，威脅到群體免疫力的維持，并使我們最脆弱的人群處于危險(xiǎn)之中。

疫苗接種覆蓋率下降可能導(dǎo)致威脅生命的疾病再次出現(xiàn)。例如，2000年從美國(guó)根除的麻疹在2019年感染了1200多人，原因是多個(gè)社區(qū)的疫苗依從性差。對(duì)于COVID－19，在美國(guó)，目前56–75％的接受度可能不足以達(dá)到至少80–90％的覆蓋率，這一閾值被認(rèn)為是對(duì)SARS－CoV－2群體免疫所必需的。

盡管提高疫苗覆蓋率的大部分負(fù)擔(dān)落在政府和公共衛(wèi)生官員身上，科學(xué)界也可以通過(guò)提高mRNA疫苗的效力和安全性來(lái)提供幫助。提高療效將降低群體免疫所需的接受度，提高安全性將阻止媒體對(duì)不良事件的報(bào)道，從而減少對(duì)疫苗接種的恐懼。

小結(jié)

幾十年來(lái)，mRNA設(shè)計(jì)和核酸遞送技術(shù)的進(jìn)步，加上新抗原靶點(diǎn)的發(fā)現(xiàn)，使得mRNA疫苗成為對(duì)抗新興流行病和現(xiàn)有傳染病的非凡工具。兩種針對(duì)SARS－CoV－2的mRNA疫苗，以革命性的速度研制，并提供了卓越的保護(hù)率，有望結(jié)束COVID－19的大流行。

此外，這些疫苗將LNP和RNA治療從小眾市場(chǎng)的產(chǎn)品提升為在大量人群中成功實(shí)施的預(yù)防性治療。由此產(chǎn)生大量的安全性和有效性數(shù)據(jù)，以及成功的監(jiān)管部門(mén)批準(zhǔn)。我們可以樂(lè)觀地認(rèn)為，mRNA療法將可能改變現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的疫苗接種方法、癌癥免疫療法以及蛋白質(zhì)替代療法。

參考文獻(xiàn)：

1． mRNA vaccines for infectious diseases： principles， delivery and clinical translation． Nat RevDrug Discov． 2021 Aug 25 ： 1–22．

2． Recent advances in mRNA vaccine technology． Curr Opin Immunol． 2020 Aug；65：14－20．

       原文標(biāo)題 : mRNA疫苗的技術(shù)創(chuàng)新和研究進(jìn)展