通过脂质纳米颗粒递送的mRNA疫苗（编码鹦鹉热衣原体的MOMP蛋白）能够在BALB/c小鼠体内引发保护性免疫反应

《Microbiology Spectrum》：Lipid nanoparticle-delivered mRNA vaccine encoding the MOMP of Chlamydia psittaci elicits protective immune responses in BALB/c mice

构建基于C. psittaci主要外膜蛋白（MOMP）的mRNA疫苗，通过脂质纳米颗粒（LNP）递送系统评估其免疫原性和保护效果。研究发现，优化后的LNP-Opt-mRNA-MOMP疫苗能显著降低小鼠肺组织中的病原体载量，抑制IFN-γ、TNF-α和IL-6等炎症因子水平，减轻肺部病理损伤，并诱导强烈的体液和细胞免疫应答。

　　本研究探讨了一种针对禽霍乱沙门氏菌（*Chlamydia psittaci*）的mRNA疫苗的开发与评估。*C. psittaci*是一种重要的动物源性病原体，它不仅感染鸟类，还可能传播给人类和其他动物，因此对人类健康构成潜在威胁。本研究旨在通过构建一种mRNA疫苗，以主要外膜蛋白（MOMP）为靶点，评估其在BALB/c小鼠体内的免疫原性和保护性。MOMP是*Chlamydia*属细菌外膜蛋白的重要组成部分，约占总外膜蛋白的60%，在维持外膜结构完整性、促进细菌生长代谢、参与抗原性及致病性方面发挥关键作用。然而，天然MOMP在诱导交叉保护性免疫方面存在局限性，而外源性表达的MOMP（即重组MOMP，rMOMP）由于缺乏天然构象，同样限制了其在疫苗开发中的应用。因此，本研究尝试通过mRNA疫苗技术来解决这些问题。

研究团队采用体外转录系统，合成非复制性mRNA，其编码MOMP蛋白。随后，将这些mRNA封装于脂质纳米颗粒（LNPs）中，以提高其稳定性和递送效率。LNPs的制备涉及DOTAP、DOPE和DSPE-PEG2000的摩尔比例为50:50:1，并通过微流控设备进行组装。该过程形成了稳定的LNP-mRNA复合物，确保mRNA能够有效地被递送至目标细胞。为了验证mRNA是否被成功封装，研究团队进行了凝胶阻滞实验，发现LNP与mRNA之间存在显著的结合能力，表明mRNA被有效包裹，而非仅仅吸附于脂质表面。此外，为了评估LNPs的细胞毒性，研究采用CCK-8法测定不同N/P比值下的细胞活力，发现当浓度低于15 nmol/10?细胞时，细胞存活率仍保持在75%以上，这为后续实验提供了安全剂量范围。

为了进一步评估疫苗的效果，研究团队将mRNA递送至HeLa细胞，并利用Western blot分析验证了rMOMP的表达情况。结果显示，Opt-mRNA（优化后的mRNA）在HeLa细胞中表现出更强的表达能力，这表明优化后的mRNA能够更有效地指导蛋白质合成。此外，通过间接免疫荧光（IFA）和组织病理学分析，研究团队发现，接种LNP-Opt-mRNA疫苗的小鼠肺部感染负荷显著降低，且组织病理变化较少，这表明疫苗在预防*Chlamydia*感染方面具有良好的保护效果。同时，通过定量PCR检测*Chlamydia*的感染负荷，发现LNP-Opt-mRNA组的感染水平显著低于PBS对照组，进一步支持了疫苗的有效性。

为了评估疫苗诱导的免疫反应，研究团队对小鼠进行了免疫后血液采样，并利用ELISA方法检测了针对MOMP的特异性IgG抗体水平。结果显示，LNP-Opt-mRNA组在免疫后第42天时，抗体水平显著高于其他组别，表明该疫苗能够有效激发体液免疫反应。此外，通过流式细胞术分析了小鼠脾脏中T细胞亚群的表达情况，发现LNP-Opt-mRNA组的CD3?CD4? T细胞比例显著增加，这提示该疫苗主要诱导了Th1型免疫反应，对清除细胞内病原体具有重要意义。研究还发现，与PBS对照组相比，LNP-Opt-mRNA组的小鼠肺部IFN-γ、TNF-α和IL-6等促炎性细胞因子的浓度明显降低，这表明疫苗能够有效调控免疫反应，减少过度炎症反应对宿主的损伤。

此外，研究团队通过H&E染色对小鼠肺组织进行了病理学分析，发现接种LNP-Opt-mRNA疫苗的小鼠肺组织损伤程度最低，且肺部组织重量较轻，进一步验证了疫苗的保护效果。这些结果表明，LNP-Opt-mRNA疫苗不仅能够有效减少*Chlamydia*感染，还能减轻相关病理变化，从而保护宿主免受感染的损害。

研究还强调了mRNA疫苗在疫苗开发中的潜力。相比传统疫苗，mRNA疫苗具有生产周期短、易于大规模制备、安全性高等优势，尤其是在应对快速变化的病原体和新兴传染病方面。由于*Chlamydia*感染通常表现为无症状或亚临床状态，传统的抗生素治疗可能无法完全清除感染，甚至可能导致病情反复。因此，开发有效的疫苗对于预防和控制*Chlamydia*感染具有重要意义。本研究的发现为设计针对*Chlamydia*及其相关呼吸道病原体的mRNA疫苗提供了理论依据和实验支持，同时也为后续研究提供了宝贵的参考经验。

在讨论部分，研究指出，尽管mRNA疫苗在近年来取得了显著进展，但其稳定性及免疫原性仍需进一步优化。通过引入修饰核苷酸（如假尿嘧啶和N1-甲基假尿嘧啶），可以有效提高mRNA的翻译效率，同时降低其免疫原性。此外，研究还提到，LNP作为mRNA的载体，不仅能够增强mRNA的稳定性，还能促进其在体内的递送效率。LNP还表现出一定的佐剂特性，能够激活先天免疫反应，从而增强疫苗的免疫效果。这些特性使得LNP-mRNA疫苗在应对多种病原体方面具有广阔的应用前景。

此外，研究还探讨了CD4? T细胞在*Chlamydia*感染中的作用。CD4? T细胞在清除病原体和防止再感染方面发挥着关键作用，尤其是在Th1和Th2免疫反应的调节过程中。本研究发现，接种LNP-Opt-mRNA疫苗的小鼠肺部IFN-γ和IL-6水平显著降低，这可能表明疫苗能够有效调控免疫反应，避免过度的炎症反应。同时，研究还指出，尽管CD4? T细胞在免疫应答中起着重要作用，但其他T细胞亚群（如Th17、Th22和Th9）在*Chlamydia*感染中的功能尚不明确，需要进一步研究以全面理解疫苗的免疫调控机制。

最后，研究总结认为，基于MOMP的LNP-mRNA疫苗具有显著的免疫原性和保护效果，能够有效减少*Chlamydia*感染，并对宿主产生良好的免疫应答。这一发现不仅为*Chlamydia*疫苗的开发提供了理论依据，也为其他呼吸道病原体的mRNA疫苗设计奠定了基础。此外，研究还建议未来的研究应探索多种抗原编码mRNA的共递送策略，以进一步增强免疫反应的广度和强度。同时，还需对疫苗对不同*Chlamydia*菌株的保护效果进行评估，以确保其在面对天然遗传变异时的有效性。

总之，本研究通过构建并评估一种针对*Chlamydia psittaci*的mRNA疫苗，为未来疫苗开发提供了新的思路和技术手段。研究不仅验证了疫苗的有效性，还揭示了其在免疫调控和病原体清除方面的潜在机制。随着mRNA疫苗技术的不断发展，未来有望在更广泛的疾病预防和治疗中发挥重要作用。