J Control Release：mRNA疫苗半世纪黎明，我们准备好了吗？

近几十年来mRNA接种的演进与技术跃进，为其在COVID-19大流行期间的快速崛起奠定了基础。在COVID-19全球愈演愈烈至少一年的星期里，已有两种基于mRNA的接种BNT162b2和mRNA-1273获得了紧急常用授权，而CVnCoV mRNA接种也已进展到3期医学试验。

同类型式，Journal of Controlled Release 期刊执行主编，瑞典哈勒姆国立大学的 StefaanC. De Smedt 教授显现出版了题为：The dawn of mRNA vaccines： The COVID-19 case 评述适度文章。

该综述叙述了这三种接种的都是由及医学（以前）数据分析情况，并深入讨论了其形态设计对抗原原适度的制约，对mRNA接种的发挥作用种种系统左图斯显现出了从新见解，也为下一代mRNA接种的开发和最优化左图斯显现出了数据分析方向。

1、COVID-19推展了mRNA接种的演进

COVID-19 mRNA接种代表了一类取而代之接种电子产品，由编码方式SARS-CoV-2刺突糖细细胞核的合成mRNA都是由。人体内纳米颗粒（LNP）作为多种类型式将mRNA包在，并将其递送至细细胞核会，表述显现出所编码方式淋巴细细胞核会，从而刺激各肺脏产生抗原此番。

mRNA接种之所以能抓住机遇，离不开以下几点：

1、mRNA天冬氨酸酸的结构上和纯化。随着我们对所谓抗原的认识不断深入，KatalinKariko和Drew Weissman率先左图斯显现出对IVT mRNA的天冬氨酸酸展开结构上，避开其被固有抗原种系统识别，减少其固有抗原原适度。同时，清除脱氧核糖核酸RNA的污染，也进一步丧失了IVT mRNA的抗原刺激活适度，大大减少了促坏死I型式 IFN的产生，有助其在体外实现更为佳的细细胞核表述。

2、茁壮的递送多种类型式——LNPs。LNPs通常由一种可散射人体内和其他来进行人体内都是由，通过选择合适的人体内，可以改善LNPs的耐久适度，并在细胞核内推动内吞体逃逸。其具体制备现实生活为，在较低的pH值下，可散射人体内带负电，通过微流控仪器与带负电荷的mRNA混合成，二者通过静电吸附发挥作用结合。在pH 7.4的条件下冠椭圆形动脉或超滤，得到电之以前适度且紧密包在mRNA的LNPs。

3、坚实的早期数据分析基础。基于对严重急适度呼吸道综合征（SARS）和欧亚呼吸种系统综合征（MERS）冠椭圆形大肠杆菌的数据分析，科学家们已发掘显现出冠椭圆形大肠杆菌构成一个单一的RNA基因组，编码方式四种主要的大肠杆菌细细胞核质（棘突、包膜、膜和核衣壳）及一些来进行细细胞核质。大多数MERS-CoV和SARS-CoV-1之以前和抗原指向S细细胞核，值得注意是其受体结合反之亦然(RBD)。对SARS-CoV-2大肠杆菌S细细胞核的形态展开数据分析，发掘显现出其与SARS-CoV-1大肠杆菌的S细细胞核由较高的同源适度，这使得接种开发者当即将S细细胞核作为接种的着重跃进口。

2、COVID-19 mRNA接种的尤其

具体到BNT162b2（BioNTech/Pfizer）、mRNA-1273（Moderna）和CVnCoV（CureVac）三家接种的企业的COVID-19 mRNA接种，该综述从淋巴细细胞核会选择、LNP设计和mRNA形态等方面尤其了其异同点。

左图1. COVID-19 mRNA接种的设计。a). COVID-19 mRNA接种构成编码方式西起S细细胞核的mRNA序列，具有两个脯氨酸替代碱基(K986P和V987P)。S细细胞核基因序列的两侧是形态元件，以便作用于茁壮的mRNA。这些元素之以前的每一个都可以被最优化，以缓冲mRNA的耐久适度、英文翻译控制能力和所谓抗原活适度。b). CVnCoV候选接种常用未经结构上的尿苯甲酸，而BNT162b2和mRNA-1273常用N1-methylpseudouridine (1mψ)改用尿苯甲酸(U)展开天冬氨酸结构上。c). 分别用以BNT162b2和mRNA-1273 LNP之以前的可散射的阳离子脂类ALC-0315以及SM-102，用以CVnCoV之以前的可散射阳离子人体内尚未公开

目以前所有mRNA接种都以相同的SARS-CoV-2淋巴细细胞核会为靶点，并构成编码方式西起跨膜锚定S细细胞核的mRNA。然而，其mRNA形态有所不尽相同。BNT162b2和mRNA-1273在mRNA生产厂现实生活之以前为了让1mΨ的替换和dsRNA片段的去除，减少了TLR信号和细胞核质RNA传感器的激活，实着减少了mRNA的所谓抗原此番。相对来说之下，CureVac则未常用天冬氨酸酸结构上的mRNA，而是通过序列最优化和选择非英文翻译区（UTRs）来增强mRNA的英文翻译。

为使mRNA穿越细胞核质表述显现出编码方式淋巴细细胞核会，上述三种mRNA接种都为了让了LNP递送种系统，其之以前CureVac处方之以前具体人体内掺入推断显现出，BioNTech和Moderna的COVID-19mRNA接种常用的可散射人体内分别为ALC-0315和SM-102，其所用的PEG人体内分别为PEG2000-DMA和PEG2000-DMG。二者共同的来进行人体内为DSPC、样。以上三种mRNA-LNPs的各人体内摩尔人口为129人可散射人体内：磷脂：样：PEG-人体内=50：10：38.5：1.5，mRNA-人体内的总质量人口为129人0.05。

由于人体内口部导入酯键，ALC-0315和SM-102的生物可降解适度较好。数据分析断定在递送mRNA时，SM-102人体内的优点优于Onpattro的MC3 LNPs，原因在于SM-102有更为好的耐受适度和更为佳的内吞体逃逸效率。由此可见，人体内形态和都是由的不同确实对mRNA的递送效率等所致庞大的制约。处方之以前的PEG人体内，可左图斯高LNP在制备和储存之以前的耐久适度，而这些PEG人体内一般含有短酰基链，有助PEG人体内在口服后迅速从LNPs之以前分离，推动LNPs与细细胞核会的相互发挥作用。然而，关于LNPs如何使mRNA从内吞体逃逸至细细胞核会质的细胞核内运输和机制仍不无论如何清楚。有从新理论普遍认为，LNPs之以前可散射的人体内掺入（pKa

3、mRNA接种的发挥作用种种系统

那么，递送至体外之后，mRNA接种是如何发挥发挥作用的呢？

与经典接种的机制相似，当肌肉口服COVID-19 mRNA接种后，会造成了连续适度和短暂的坏死，并将不尽相同的抗原细细胞核会招集至口服肺脏。其之以前，主要是细细胞核所会和DCs被mRNA转染，这些连续适度转染的淋巴细细胞核会左图斯呈细细胞核会（APCs）随后迁移至灌注支气管，将淋巴细细胞核会呈递给B细细胞核会和T细细胞核会。

此外，由于其相对较小的尺寸(~100 nm)、之以前适度的表层电荷和可扩散的PEG脂膜，mRNA LNPs也确实进到腹膜同样靶向就位在支气管之以前的APCs和B细细胞核会。不容忽视的是，肌细细胞核会、上皮细细胞核会和成胸腺会等细细胞核会子类确实也推动了连续适度mRNA表述。同时，mRNA接种也需要参与所谓抗原，以左图斯高正向和缓冲淋巴细细胞核会特异适度抗原反应的控制能力。

左图2 mRNA接种的发挥作用种种系统。(a在口服肺脏) mRNA LNPs触发短暂的坏死反应，招集之以前适度淋巴细细胞核会、细细胞核所会和树突椭圆形细细胞核会到口服肺脏。(b在细细胞核会程度)为了避开细细胞核会膜降解，mRNA必须逃离核内体并与核糖体结合，这是一个复杂的电导率约束现实生活，由可散射的LNP多种类型式实现

4、COVID-19 mRNA接种正向的抗原此番和管控发挥作用

COVID-19 mRNA接种主要正向B细细胞核会产生之以前和抗原，而对COVID-19患者的观察之以前发掘显现出，CD4+ T细细胞核会、CD8+ T细细胞核会若能产生相互配合适应适度抗原此番，造成了的疾病症椭圆形较轻，反而亦之。这断定CD8+ T细细胞核会和CD4+ T细细胞核会此番也有助预防措施SARS-CoV-2。

在体液抗原方面，数据分析实示两剂CVnCoV接种(12 μg mRNA浓度)正向的SARS-CoV-2之以前和抗原滴度程度与从大自然感染者之以前恢复的有各肺脏相当。与此相对来说，天冬氨酸结构上的mRNA接种BNT162b2和mRNA-1273的抗原滴度则更为佳，这左图斯示展开了天冬氨酸酸结构上的mRNA接种会造成了更为强的体液抗原此番。此外，BNT162b2和mRNA-1273由于展开了天冬氨酸酸结构上，使得各肺脏对其耐受浓度增加，它们确实实现更为持久的细细胞核表述，从而顺延淋巴细细胞核会值得注意，这对于增强生发教育之以前心（GC）反应来说是稳固的。

目以前，困扰COVID-19接种开发的一大因素就是大肠杆菌愈演愈烈适度椭圆形，而这些mRNA接种也对其对大肠杆菌变种理论上展开了评估，包括从新显现出现的英国变种(B1.1.7)和尼日利亚变种(B.1.351)。结果实示，mRNA-1273和BNT162b2对适度椭圆形株B1.1.7具有之以前和活适度。Moderna的另一项数据分析指显现出，对于B.1.351，尽管之以前和滴度升高，仍高于预期的管控程度，所有有各肺脏的血清都能被无论如何之以前和。为应对变种大肠杆菌，相应的接种也在研发之之以前。

5、COVID-19接种的安全适度

mRNA接种作为一类崭取而代之接种基本上，与其他候选接种相对来说，似乎更为极易引致种系统适度不良反应，值得注意是发热。有美联社称，接种mRNA-1273和BNT162b2接种后，愈演愈烈了鲜见的细菌感染者，推测确实与PEG人体内和体外本身实际上的PEG抗原有关。

不可否认的是，COVID-19 mRNA接种获得市场需求批准的速度快是历史适度的。SARS-CoV-2大流行推展COVID-19 mRNA接种演进的同时，也更为快了用以其他传染病（如流感、狂犬大肠杆菌、寨卡大肠杆菌等）的mRNA接种的进展。然而，对其发挥作用种种系统，仍实际上一些未解之谜。LNPs mRNA的所谓抗原此番如何制约接种的转染英文翻译控制能力、抗原原适度和反应原适度？预防措施优点能可维持多久？还有进一步改进的空间吗……mRNA接种拉开序幕了演进的玉石中期，我们也应该明白时机，去揭开它更为多的秘密。

原始中有：

Rein Verbeke， et al. The dawn of mRNA vaccines： The COVID-19 case. Journal of Controlled Release， Volume 333， 10 May 2021， Pages 511-520.