疫苗前沿 | 復(fù)制酶預(yù)存免疫對saRNA疫苗效力的影響

文獻(xiàn)題目：Impact of pre-existing anti-replicase immunity on the efficacy of self-amplifying mRNA vaccines（已有的抗復(fù)制酶免疫對自擴(kuò)增 mRNA 疫苗效果的影響）

發(fā)表期刊：

Nature Communications

發(fā)表時間：2025 年12月，在線發(fā)表

研究團(tuán)隊(duì)：比利時根特大學(xué)Niek N Sanders領(lǐng)銜，聯(lián)合 VIB 醫(yī)學(xué)生物技術(shù)中心、漢諾威醫(yī)學(xué)院（德國）等機(jī)構(gòu)的研究人員

核心結(jié)論：自擴(kuò)增mRNA（saRNA）疫苗使用病毒復(fù)制酶進(jìn)行自我擴(kuò)增。目前尚不清楚saRNA疫苗接種后是否會出現(xiàn)抗復(fù)制酶免疫，以及這種既有的抗復(fù)制免疫是否會影響后續(xù)saRNA疫苗的效力。這項(xiàng)研究首次證實(shí) saRNA 疫苗接種會誘導(dǎo)抗復(fù)制酶免疫，該免疫會抑制后續(xù) saRNA 疫苗的Th1 細(xì)胞應(yīng)答，但不影響流感 saRNA 疫苗對 H5N1 病毒的保護(hù)效力。

研究背景

自擴(kuò)增mRNA（self-amplifying mRNA, saRNA）疫苗作為疫苗開發(fā)領(lǐng)域的新興平臺，憑借其高效的抗原表達(dá)能力和潛在的低劑量優(yōu)勢，已逐步從實(shí)驗(yàn)室走向臨床應(yīng)用。saRNA疫苗的核心設(shè)計(jì)在于編碼病毒來源的復(fù)制酶（通常為甲病毒或黃病毒的非結(jié)構(gòu)蛋白，如委內(nèi)瑞拉馬腦炎病毒VEEV的復(fù)制酶），通過在宿主細(xì)胞內(nèi)自主復(fù)制，驅(qū)動目標(biāo)抗原基因（GOI）的高效轉(zhuǎn)錄與表達(dá)，從而激發(fā)強(qiáng)烈的免疫應(yīng)答。

然而，類似腺相關(guān)病毒（AAV）等病毒載體疫苗的“預(yù)存免疫”問題——即首次接種誘導(dǎo)的針對載體成分的免疫應(yīng)答可能削弱后續(xù)接種效力——是否會在saRNA疫苗中出現(xiàn)，仍是未解之謎。具體而言，saRNA疫苗是否會誘導(dǎo)針對其核心功能成分（復(fù)制酶）的適應(yīng)性免疫應(yīng)答？若存在此類免疫應(yīng)答，是否會影響后續(xù)saRNA疫苗的抗原表達(dá)、免疫原性及保護(hù)效力？

核心內(nèi)容詳解

1 抗復(fù)制酶免疫應(yīng)答的誘導(dǎo)：saRNA疫苗的“雙刃劍”效應(yīng)

研究通過雌性小鼠模型證實(shí)，首次saRNA疫苗接種可誘導(dǎo)顯著的抗復(fù)制酶適應(yīng)性免疫應(yīng)答。以編碼螢火蟲熒光素酶的saRNA（saRNA^Fluc）為模型疫苗，接種3周后小鼠血清中即可檢測到抗復(fù)制酶IgG抗體，且在加強(qiáng)接種后抗體滴度顯著升高；同時，脾臟中復(fù)制酶特異性IFNγ? CD4?和CD8? T細(xì)胞頻率顯著增加，表明saRNA疫苗不僅能激活體液免疫，還能誘導(dǎo)細(xì)胞免疫應(yīng)答。

這一發(fā)現(xiàn)揭示了saRNA疫苗的“雙刃劍”特性：其高效的抗原表達(dá)依賴復(fù)制酶的自主擴(kuò)增，而復(fù)制酶本身作為外源性蛋白，可能被宿主免疫系統(tǒng)識別并引發(fā)針對自身的免疫應(yīng)答。

2 抗復(fù)制酶免疫對后續(xù)saRNA疫苗效力的影響

a) 抗原表達(dá)與體液免疫的動態(tài)變化

預(yù)先存在抗復(fù)制酶免疫的小鼠（經(jīng)saRNA^HA預(yù)處理）接種后續(xù)saRNA^Fluc疫苗時，早期（接種后2天內(nèi)）熒光素酶表達(dá)水平顯著低于未預(yù)處理組，但14天后表達(dá)水平反超對照組。這一現(xiàn)象可能與早期免疫應(yīng)答對復(fù)制酶活性的抑制（如抗體中和或T細(xì)胞殺傷轉(zhuǎn)染細(xì)胞）及后期免疫記憶消退后細(xì)胞內(nèi)殘留復(fù)制酶的二次激活有關(guān)。同時，抗Fluc抗體滴度在預(yù)處理組中顯著降低，且IgG1/IgG2a比值升高（提示Th2型免疫偏移），表明Th1型免疫應(yīng)答受到抑制。

b)抗原特異性T細(xì)胞反應(yīng)的持續(xù)性受損

進(jìn)一步分析抗原特異性T細(xì)胞反應(yīng)發(fā)現(xiàn)，無論首次與后續(xù)接種間隔2、4或8周，HA特異性IFNγ? CD4?和CD8? T細(xì)胞頻率在預(yù)處理組中均顯著降低（效應(yīng)量d=2.6~6.0），且IgG1/IgG2a比值升高（d=1.1），提示Th1型免疫應(yīng)答的損害具有時間持續(xù)性。這一結(jié)果與病毒載體疫苗中預(yù)存免疫對T細(xì)胞反應(yīng)的抑制模式相似，但saRNA疫苗的“衰減性”特征（非整合型、短暫表達(dá)）可能導(dǎo)致其影響程度與持續(xù)時間存在差異。

c) 抗體與T細(xì)胞的協(xié)同抑制機(jī)制

通過對比saRNA與傳統(tǒng)mRNA預(yù)處理的免疫效應(yīng)，發(fā)現(xiàn)僅saRNA預(yù)處理（saRNA^Fluc或saRNA^Rep）可誘導(dǎo)高滴度抗復(fù)制酶抗體和T細(xì)胞，并顯著降低后續(xù)saRNA疫苗的T細(xì)胞反應(yīng)；而僅表達(dá)復(fù)制酶的mRNA預(yù)處理（mRNA^Rep）因無法誘導(dǎo)抗體（僅低水平T細(xì)胞），對后續(xù)T細(xì)胞反應(yīng)無顯著影響。被動轉(zhuǎn)移實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)，抗復(fù)制酶抗體與T細(xì)胞需協(xié)同作用才能顯著抑制抗原特異性T細(xì)胞反應(yīng)——單獨(dú)轉(zhuǎn)移血清或T細(xì)胞組的T細(xì)胞反應(yīng)與對照組無差異，而同時轉(zhuǎn)移兩者的小鼠T細(xì)胞反應(yīng)顯著降低。

d) 劑量依賴性的免疫損害

高劑量（4 μg）saRNA^Fluc預(yù)處理組的體液免疫（抗HA抗體和HI滴度）在初免后顯著降低，但加強(qiáng)接種后可恢復(fù)至接近對照組水平；然而，HA特異性T細(xì)胞反應(yīng)在加強(qiáng)后仍持續(xù)受損（d=4.7~3.5），且IgG1/IgG2a比值維持升高。這一結(jié)果提示，高劑量saRNA疫苗可能通過強(qiáng)化抗復(fù)制酶免疫應(yīng)答，導(dǎo)致更持久的細(xì)胞免疫抑制，而體液免疫的可塑性較高，可通過加強(qiáng)接種部分逆轉(zhuǎn)。

3 保護(hù)效力的“免疫逃逸”：流感疫苗的啟示

盡管抗復(fù)制酶免疫顯著影響saRNA疫苗的抗原表達(dá)與免疫原性，但其對保護(hù)效力的影響卻呈現(xiàn)“免疫逃逸”特征。在H5N1流感病毒攻擊實(shí)驗(yàn)中，所有接種saRNA^HARG疫苗的小鼠（包括單劑組）均完全抵抗病毒感染，未出現(xiàn)體重下降或死亡；未接種組則在7天內(nèi)全部死亡。

進(jìn)一步分析顯示，HI滴度（流感保護(hù)的關(guān)鍵指標(biāo)）在加強(qiáng)接種后顯著升高，提示抗復(fù)制酶免疫未損害疫苗誘導(dǎo)保護(hù)性抗體的能力。這可能與流感病毒清除主要依賴體液免疫（抗體中和病毒），而Th1型細(xì)胞免疫的抑制未達(dá)到影響抗體功能的閾值有關(guān)。

4 機(jī)制探討與未來方向

研究推測，抗復(fù)制酶免疫抑制后續(xù)saRNA疫苗效力的機(jī)制可能涉及雙路徑協(xié)同作用：一方面，抗復(fù)制酶T細(xì)胞通過識別并殺傷表達(dá)復(fù)制酶的宿主細(xì)胞，直接抑制saRNA的復(fù)制與抗原表達(dá)；另一方面，抗復(fù)制酶抗體可能通過結(jié)合復(fù)制酶抗原復(fù)合物或凋亡細(xì)胞碎片，干擾抗原提呈過程，或通過免疫復(fù)合物誘導(dǎo)IL10等抑制性細(xì)胞因子，間接抑制Th1型免疫應(yīng)答。

值得注意的是，盡管抗復(fù)制酶免疫對流感疫苗的保護(hù)效力無顯著影響，但其對依賴Th1型免疫的疫苗（如癌癥疫苗）可能構(gòu)成嚴(yán)重挑戰(zhàn)——癌癥疫苗需CD8? T細(xì)胞直接殺傷腫瘤細(xì)胞，而抗復(fù)制酶免疫導(dǎo)致的T細(xì)胞反應(yīng)抑制可能顯著降低療效。未來研究需探索通過替換復(fù)制酶來源（如使用辛德比斯病毒、基孔肯雅病毒的復(fù)制酶）或優(yōu)化復(fù)制酶序列（降低免疫原性）等策略，規(guī)避抗復(fù)制酶免疫應(yīng)答的影響，進(jìn)一步拓展saRNA疫苗的應(yīng)用場景。

小結(jié)

本研究首次系統(tǒng)揭示了saRNA疫苗接種誘導(dǎo)的抗復(fù)制酶免疫應(yīng)答對后續(xù)疫苗效力的影響：其通過抗體與T細(xì)胞的協(xié)同作用，抑制早期抗原表達(dá)與Th1型免疫應(yīng)答，但對依賴體液免疫的保護(hù)效力無顯著影響。這些發(fā)現(xiàn)為saRNA疫苗的臨床應(yīng)用策略（如接種間隔、劑量優(yōu)化）及下一代疫苗設(shè)計(jì)（如多源復(fù)制酶平臺）提供了關(guān)鍵理論依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1] Cui X, Amelinck L, Gillon O, Catani JPP, Gao Y, Sun Q, De Sutter E, Vervaeke P, Snoeck J, Lienenklaus S, Saelens X, Zhong Z, Sanders NN. Impact of pre-existing anti-replicase immunity on the efficacy of self-amplifying mRNA vaccines. Nat Commun. 2025 Dec 6. doi: 10.1038/s41467-025-66993-1 .

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撰寫| RNA星球

校稿| Gddra編審| Hide / Blue sea

編輯 設(shè)計(jì)| Alice