以mRNA為基礎的治療代表了一個相對新穎和高效的藥物類別。在COVID-19大流行期間，mRNA疫苗得到了極速發(fā)展，成為目前研究的熱門領域之一。mRNA疫苗已經在針對SARS-CoV-2的保護中展現(xiàn)出卓越的效果，并且在治療不同類型的惡性腫瘤和其它傳染病方面也顯現(xiàn)出潛在療效。

然而，針對mRNA疫苗的安全性人們還有很多疑惑，目前，mRNA疫苗也只有在SARS-CoV-2的預防中獲得批準，其在其它方面的療效還有待進一步研究。很多問題需要解決，下面我們來一起探討未來mRNA疫苗可能會面臨的一些關鍵問題。

接種疫苗后，抗原被抗原呈遞細胞吸收并運輸?shù)搅馨徒Y，在淋巴結中，B細胞、抗原呈遞細胞和濾泡輔助性T細胞（Tfh）之間的相互作用促進生發(fā)中心的形成。在生發(fā)中心內，B細胞隨后增殖、分化并突變其抗體基因，以產生針對攻擊性抗原的高親和力中和抗體。生發(fā)中心反應和Tfh細胞誘導對于持久的抗體反應至關重要，這將保護患者數(shù)月或數(shù)年。

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

此外，通過延長抗原mRNA的翻譯來改變疫苗藥代動力學已成為增強抗體反應的令人興奮的工具。生發(fā)中心反應期間持續(xù)的抗原可用性已被證明可使抗體產生量增加約10倍。在小鼠中的一項研究表明，與未經修飾的mRNA相比，核苷修飾的mRNA循環(huán)時間更長，并誘導更強的Tfh細胞和生發(fā)中心B細胞反應。

在臨床試驗中，兩次劑量的mRNA-1273也能在6個月內引發(fā)持久的抗體反應。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。這些結果是有希望的，然而，抗體反應的持續(xù)時間是一個復雜的現(xiàn)象，不同的抗原會有所不同，需要更長期的數(shù)據(jù)才能全面理解。

病毒基因組的突變在復制過程中很常見。盡管大多數(shù)突變對病毒的功能影響很小或沒有影響，但一些突變可以增強免疫逃避，阻礙疫苗的開發(fā)。例如，30多年來，艾滋病毒的快速突變阻礙了有效疫苗的開發(fā)，而流感病毒的突變需要每年對疫苗配方進行修改，以針對優(yōu)勢毒株。

新出現(xiàn)的SARS-CoV-2變異也引起了對mRNA疫苗交叉變異效力的關注。B.1.351和P.1變體在棘突蛋白受體結合域的484位（E484K）存在谷氨酸（E）到賴氨酸（K）突變，這促進了免疫逃避。幸運的是，F(xiàn)DA批準的mRNA疫苗BNT162b2和mRNA-1273產生了針對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它們的保護。然而，與最先的病毒相比，交叉中和效應已經顯著降低。此外，在CureVac的候選CVnCoV的IIb/III期試驗中，測序的124個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間逐漸成為主要變異體，則可能需要變異體特異mRNA增強劑。目前，Moderna正在評估最初的mRNA-1273疫苗和作為第三劑增強劑的最新版疫苗：mRNA-1273.351，它編碼來自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。

從長遠來看，提供SARS-CoV-2和未來冠狀病毒爆發(fā)保護的泛冠狀病毒疫苗將會更有利。與HIV和流感一樣，新的結構洞察有望促進冠狀病毒保守位點的發(fā)現(xiàn)，加速抗原發(fā)現(xiàn)和疫苗設計。

總的來說，mRNA疫苗具有良好的安全性，臨床試驗中僅發(fā)生輕度或中度不良事件。然而，也有個別事件要求進一步優(yōu)化mRNA抗原和運載工具組件。例如，CureVac基于魚精蛋白的狂犬病候選藥物CV7201在78%的參與者中引發(fā)嚴重不良事件，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。

與大多數(shù)藥物一樣，mRNA疫苗的不良反應往往隨著劑量的增加而增加。例如，在CV7202的第一階段試驗中，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中，在400ug劑量患者出現(xiàn)嚴重不良事件，因此，試驗以100μg劑量繼續(xù)。

在使用Pfizer–BioNTech和Moderna的COVID-19疫苗時，分別在約百萬分之4.7和百萬分之2.5的接種者中觀察到過敏反應，這大約是傳統(tǒng)疫苗接種的2-4倍。一種說法認為，過敏反應歸因于人群中預先存在的針對LNP中聚乙二醇化脂質的抗體。這些抗體被認為對許多消費品（例如牙膏、洗發(fā)水和瀉藥）中的PEG存在反應。據(jù)報道，40%的人群中存在抗PEG抗體，這可能會增加某些個體發(fā)生過敏反應的風險，并阻礙疫苗的效力。目前，CDC建議，對于對Pfizer–BioNTech或Moderna疫苗的任何成分有過敏史的個人，不應使用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敏反應的，以便可以重新設計配方以改善安全性。

大多數(shù)疫苗，無論是傳統(tǒng)疫苗還是mRNA疫苗，都是針對兒童或健康成人開發(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對疫苗接種的反應不同。

產婦/新生兒疫苗接種

懷孕期間免疫系統(tǒng)的動態(tài)特性增加了一個人對傳染病的易感性，而感染會對產婦健康和胎兒發(fā)育造成災難性影響。

為了應對這些挑戰(zhàn)，產婦疫苗接種已成為改善產婦健康和降低新生兒發(fā)病率的工具。母體IgG抗體通過與新生兒Fc受體結合，很容易穿過胎盤，進入胎兒循環(huán)，保護胎兒免受病原體的侵害。在幾項研究中，母親接種mRNA負載的LNPs可防止懷孕小鼠中的胎兒寨卡病毒傳播，并保護新生小鼠免受皰疹病毒和鏈球菌的感染。

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

抗SARS-CoV-2的mRNA疫苗也被證明對懷孕和哺乳期人群具有免疫原性，并且在臍血和人類乳汁中檢測到中和抗體。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)類似的不良事件，并且疫苗不會增加新生兒死亡或先天性異常的發(fā)生率。然而，需要進一步的縱向研究來評估m(xù)RNA疫苗對產婦和新生兒健康的影響。

老年人

這一群體急需有效的疫苗，因為許多傳染病影響著老年人。例如，70至90%的流感相關死亡率發(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，因為老齡化對免疫系統(tǒng)的先天和適應性反應都有不利影響。Toll樣受體表達減少會阻止單核細胞和巨噬細胞分泌細胞因子和趨化因子，并限制與適應性免疫系統(tǒng)的串擾。由于細胞因子信號受損以及生理和細胞變化，感染期間的適應性免疫反應通常不充分。這些變化包括胸腺退化、幼稚B細胞和T細胞減少、T細胞受體多樣性減少、對T細胞凋亡的更高易感性以及細胞毒性CD8+T細胞上關鍵受體如CD28的表達減少。

幸運的是，越來越多的證據(jù)表明，mRNA疫苗可能在所有年齡組都具有強大的效力。例如，在III期試驗中，Pfizer–BioNTech的候選疫苗BNT162b2在所有治療組中的療效均超過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%。

運載工具的設計對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，通過增強抗原提呈細胞向注射部位的募集來放大疫苗反應。在一項臨床前研究中，CureVac的RNAVAC激活了TLR7，并在小鼠中產生了針對致命流感的持久免疫應答。諾華公司的乳劑MF59已經被用作mRNA遞送載體，也可以作為佐劑。MF59增強了流感疫苗的免疫原性，已被批準用于老年人。

獲得疫苗是實現(xiàn)廣泛預防傳染病的最大挑戰(zhàn)，特別是在低收入國家。目前批準的SARS-CoV-2 mRNA疫苗的冷藏要求進一步限制了疫苗的獲取。便攜式和可重復使用的Arktek冷凍柜可以在流行病期間實現(xiàn)數(shù)百萬劑疫苗的快速部署。

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中能夠顯示出良好的結果，他們可能在不久的將來簡化全球對mRNA疫苗的獲取。

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，疫苗已經在世界部分地區(qū)根除了幾種傳染病，挽救了無數(shù)人的生命。然而，由于錯誤信息和反疫苗運動，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之中。

疫苗接種覆蓋率下降可能導致威脅生命的疾病再次出現(xiàn)。例如，2000年從美國根除的麻疹在2019年感染了1200多人，原因是多個社區(qū)的疫苗依從性差。對于COVID-19，在美國，目前56–75%的接受度可能不足以達到至少80–90%的覆蓋率，這一閾值被認為是對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擔落在政府和公共衛(wèi)生官員身上，科學界也可以通過提高mRNA疫苗的效力和安全性來提供幫助。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不良事件的報道，從而減少對疫苗接種的恐懼。

幾十年來，mRNA設計和核酸遞送技術的進步，加上新抗原靶點的發(fā)現(xiàn)，使得mRNA疫苗成為對抗新興流行病和現(xiàn)有傳染病的非凡工具。兩種針對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率，有望結束COVID-19的大流行。

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

參考文獻：

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