麻省理工学院的工程师们设计了更强大的RNA疫苗

麻省理工学院的研究人员表明，通过在Covid-19 RNA疫苗中添加协同自我调节特性，它们可以显著增强小鼠产生的免疫反应。

　　

针对Covid-19的RNA疫苗已被证明能有效降低疾病的严重程度。然而，麻省理工学院的一组研究人员正在努力使它们变得更好。通过调整疫苗的设计，研究人员表明，他们可以在小鼠中以较低的剂量产生更强的免疫反应的Covid-19 RNA疫苗。

佐剂是通常用于增强疫苗免疫反应的分子，但它们尚未用于RNA疫苗。在这项研究中，麻省理工学院的研究人员设计了用于递送Covid-19抗原的纳米颗粒和抗原本身，以增强免疫反应，而不需要单独的佐剂。

如果进一步开发用于人类，这种类型的RNA疫苗可能有助于降低成本，减少所需的剂量，并可能导致更持久的免疫。研究人员的试验还表明，与传统的肌肉注射疫苗引起的反应相比，经鼻注射疫苗引起了强烈的免疫反应。

麻省理工学院化学工程系教授、麻省理工学院科赫综合癌症研究所和医学工程与科学研究所(IMES)成员、该研究的资深作者丹尼尔·安德森说:“通过鼻内疫苗接种，你可能能够在粘膜上杀死Covid，然后再进入你的身体。”“对许多人来说，鼻内疫苗也可能更容易接种，因为它们不需要注射。”

研究人员认为，目前正在开发的其他类型的RNA疫苗，包括癌症疫苗，可以通过加入类似的免疫刺激特性来提高其有效性。

该研究发表在《自然生物医学工程》杂志上。

提高免疫力

RNA疫苗由一条RNA链组成，该RNA链编码病毒或细菌蛋白质，也称为抗原。在Covid-19疫苗的情况下，这种RNA编码病毒刺突蛋白的一个片段。RNA链被包装在一个脂质纳米颗粒载体中，它保护RNA在体内不被分解，并帮助它进入细胞。

一旦进入细胞，RNA就会被翻译成免疫系统可以检测到的蛋白质，产生抗体和T细胞，如果这个人后来感染了SARS-CoV-2病毒，T细胞就会识别这种蛋白质。

由Moderna和辉瑞/BioNTech开发的最初的Covid-19 RNA疫苗引起了强烈的免疫反应，但麻省理工学院的研究小组想看看他们是否能通过设计它们具有免疫刺激特性来使它们更有效。

在这项研究中，研究人员采用了两种不同的策略来增强免疫反应。首先，他们专注于一种叫做C3d的蛋白质，它是免疫反应的一部分，也就是补体系统。这组蛋白质帮助身体抵抗感染，而C3d的作用是与抗原结合并增强对这些抗原的抗体反应。多年来，科学家们一直在评估C3d作为由蛋白质制成的疫苗(如百白破疫苗)的分子佐剂的用途。

Allen Jiang说:“随着新冠病毒疫苗实现mRNA技术的前景，我们认为这将是一个绝佳的机会，可以看到C3d是否也能够在mRNA疫苗系统中发挥佐剂的作用。”

为此，研究人员设计了mRNA来编码C3d蛋白与抗原融合，因此这两种成分在接受疫苗的细胞中作为一种蛋白质产生。

在他们的策略的第二阶段，研究人员修改了用于递送RNA疫苗的脂质纳米颗粒，这样除了帮助RNA递送之外，脂质也从本质上刺激了更强的免疫反应。

为了确定最有效的脂质，研究人员创建了一个包含480种不同化学类型的脂质纳米颗粒的文库。所有这些都是“可电离”的脂质，当它们进入酸性环境时会带正电。最初的Covid RNA疫苗还包括一些可电离的脂质，因为它们有助于纳米颗粒与RNA自组装，并帮助靶细胞吸收疫苗。

“我们知道纳米颗粒本身可以免疫刺激，但我们不太确定优化这种反应所需的化学成分是什么。因此，我们没有试图制造出完美的药物，而是建立了一个库并对它们进行评估，通过这个库，我们发现了一些似乎能改善它们反应的化学物质。”

朝着鼻内疫苗的方向发展

研究人员在小鼠身上测试了他们的新疫苗，其中包括RNA编码的C3d和从他们的文库筛选中鉴定出的性能最高的可电离脂质。他们发现，注射这种疫苗的小鼠产生的抗体是注射无佐剂的新冠病毒RNA疫苗的小鼠的10倍。新疫苗还引起了T细胞的更强烈反应，T细胞在对抗SARS-CoV-2病毒中起着重要作用。

“我们第一次证明了通过设计RNA和它的运载工具来协同促进免疫反应。考虑到上呼吸道粘膜纤毛毯屏障带来的挑战，这促使我们研究鼻内给药这种新的RNA疫苗平台的可行性。”

当研究人员通过鼻内注射疫苗时，他们在小鼠身上观察到类似的强烈免疫反应。如果研制出用于人体的鼻内疫苗，可能会增强对感染的保护作用，因为它会在鼻腔和肺部的粘膜组织内产生免疫反应。

这组研究人员说，由于自我佐剂疫苗在较低剂量下引起更强的反应，这种方法也可以帮助降低疫苗剂量的成本，这可能使它们能够惠及更多的人，特别是在发展中国家。

这一实验室目前正在探索这种自我调节平台是否也有助于增强其他类型RNA疫苗的免疫反应，包括癌症疫苗。研究人员还计划与医疗保健公司合作，在更大的动物模型上测试这些新疫苗配方的有效性和安全性，希望最终能在患者身上进行测试。