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核苷修饰的mRNA
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mRNA疫苗为何如此强大?Cell论文揭秘:核苷修饰的mRNA与LNP完美协作,缺一不可
生物世界· 2025-12-18 00:28
文章核心观点 - mRNA疫苗强大的免疫效果源于其两大核心组件——核苷修饰的mRNA与脂质纳米颗粒(LNP)的主动协同作用,它们共同指导免疫系统产生高效的生发中心反应,从而生成持久的中和抗体和记忆B细胞[1][18] mRNA疫苗的组件与功能 - mRNA疫苗由经过核苷修饰的mRNA被脂质纳米颗粒(LNP)封装而成,通过促进滤泡辅助性T(Tfh)细胞分化来激发保护性抗体[1] - 早期研究中,mRNA易引发过度炎症,科学家通过核苷修饰(如用假尿苷替代尿苷)来降低其免疫原性,使其更安全[5] - LNP的作用不仅是防止mRNA被降解并帮助其进入细胞,其本身也具有固有的佐剂活性[1][5] mRNA组分的免疫激活机制 - 核苷修饰的mRNA并非“免疫沉默”,它能诱导细胞产生I型干扰素(IFN-α和IFN-β),这些信号分子激活树突状细胞,促进其成熟和抗原呈递[7][8] - I型干扰素通过作用于树突状细胞上的IFNAR受体,增强滤泡辅助性T(Tfh)细胞的分化,而Tfh细胞是指导B细胞产生高亲和力抗体的“指挥官”[8] - 当用抗体阻断IFNAR信号时,小鼠接种疫苗后的Tfh和生发中心B细胞反应显著减弱,证明mRNA驱动的I型干扰素是优化免疫应答的关键[8] - 这种干扰素信号依赖于IRF3和IRF7转录因子,而非常见的Toll样受体(如TLR7),揭示了一条新的免疫识别路径[9] LNP组分的佐剂活性与机制 - LNP不止是“快递员”,其本身具有强大的佐剂活性,能直接调节树突状细胞的转录程序,诱导其表达促Tfh细胞分化的分子[10][11] - LNP促使树突状细胞产生可溶性CD25,该分子能“中和”抑制Tfh细胞分化的细胞因子IL-2,从而为Tfh细胞发育扫清障碍[11] - LNP上调Ebi2及其配体7α,25-二羟胆固醇的表达,引导树突状细胞和T细胞定位到淋巴器官的T-B边界,即Tfh细胞分化的“热点区域”[11] - LNP的佐剂效果主要局限于注射部位的引流淋巴结,而非全身扩散,这解释了其高效且安全的特点[11] mRNA与LNP的协同效应 - 单独使用空LNP加重组蛋白时免疫反应较弱,但加入核苷修饰的mRNA(即使编码无关蛋白)后,Tfh细胞功能增强,表现为更高水平的IFN-γ和IL-21产生[13] - mRNA组件影响了Tfh细胞的“品质”,使其更倾向于产生IFN-γ和IL-21,这些细胞因子是B细胞反应的“助推器”,促进了记忆B细胞和骨髓浆细胞的形成,从而提升抗体质量和持久性[13] - 接种LNP-mRNA疫苗的小鼠表现出更强的中和抗体滴度[13] - 采用LIPSTIC标记系统和单细胞RNA测序技术发现,大多数树突状细胞在引流淋巴结内直接摄取mRNA-LNP,而非从注射部位迁移而来,这颠覆了传统认知[14] 研究意义与未来应用 - 该研究强调了mRNA-LNP疫苗的双重免疫作用机制,并揭示了mRNA和LNP组分的不同佐剂特性,为疫苗的理性设计铺平了道路[2] - 通过调整mRNA的修饰方式或LNP成分,可以精准调控免疫反应的类型和强度,例如增强I型干扰素信号可能提升抗病毒免疫力[16] - 调节LNP的佐剂属性可针对不同疾病定制疫苗,这些原理还可扩展到癌症疫苗或传染病疫苗领域,实现更高效的免疫治疗[16]