综述:信使核糖核酸(mRNA)疫苗在预防过敏性疾病中的应用

《World Allergy Organization Journal》:Messenger RNA vaccines in the prevention of allergic diseases

【字体: 时间:2025年12月05日 来源:World Allergy Organization Journal 4.3

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  mRNA疫苗在过敏性疾病预防中的应用研究:机制、优势及临床前进展,对比传统灭活疫苗和DNA疫苗,提出单剂量预防策略及Th1极化免疫调节潜力,为新生儿过敏预防提供新方向。

  
近年来,随着过敏性疾病发病率在全球范围内的持续攀升,传统免疫疗法在安全性和便捷性方面逐渐暴露出局限性。以花粉过敏为例,传统脱敏疗法需要持续3-5年,且存在严重过敏反应风险,同时难以预防儿童期接触环境过敏原引发的初次致敏。这种困境促使科研人员探索更高效的预防性干预手段,而基于mRNA技术的疫苗开发为此提供了全新思路。

mRNA疫苗技术自COVID-19大流行期间获得突破性验证后,其应用场景开始向非传染性疾病扩展。研究发现,通过精准设计编码过敏原成分的mRNA分子,能够有效阻断Th2免疫应答的异常激活,同时诱导Th1和调节性T细胞(Tregs)的平衡发展。这种免疫调节机制与当前主流的脱敏疗法存在本质差异——后者主要通过反复接触过敏原诱导免疫耐受,而mRNA疫苗则能在初次接触阶段就重塑免疫系统的应答模式。

在技术实现层面,mRNA疫苗通过脂质纳米颗粒递送系统解决了早期mRNA存在的稳定性问题。这种递送系统不仅保障了mRNA在细胞内的有效表达,还通过靶向性释放增强了疫苗的免疫原性。值得注意的是,预防性过敏疫苗与治疗性疫苗存在显著区别:前者需要在过敏原初次致敏前完成接种,而后者针对已致敏患者进行干预。因此,预防性mRNA疫苗的设计需要突破现有技术框架,建立基于儿童过敏易感性的精准分型体系。

临床前研究已展现出突破性进展。以豚草花粉主要过敏原Phl p 5为例,实验数据显示单剂次接种即可建立长期免疫记忆。动物模型中,接种组在接触过敏原后表现出显著较低的嗜酸性粒细胞浸润和气道高反应性。特别值得关注的是,mRNA疫苗在诱导免疫应答的同时,能够有效抑制促炎细胞因子(如IL-4、IL-5、IL-13)的释放,而不会引发类似DNA疫苗的过度免疫激活。这种双效调节机制为预防过敏提供了理论依据。

从生产工艺角度,mRNA疫苗展现出传统过敏原制剂难以企及的优势。通过化学合成技术,可精确控制编码过敏原的mRNA序列,避免杂蛋白污染。实验表明,经优化的过敏原mRNA疫苗在37℃条件下仍能保持稳定超过72小时,这为疫苗的冷链运输和使用场景扩展奠定了基础。此外,多价疫苗的设计成为可能,例如同时编码尘螨、宠物皮屑和花粉过敏原的mRNA疫苗,已在灵长类动物实验中显示出协同免疫效应。

临床转化路径方面,研究团队提出了分阶段实施策略。第一阶段聚焦于高危人群的精准识别,通过新生儿分子诊断技术(如微阵列检测或组分特异性IgE检测)建立过敏易感性数据库。第二阶段设计多价mRNA疫苗组合,针对不同地域的主要过敏原进行动态配伍。例如,在花粉高发区重点包含风信子过敏原Phl p 5,而在尘螨高发区则强化对应过敏原的编码量。这种区域化疫苗策略既保证了覆盖率,又避免了资源浪费。

安全性评估体系同样面临创新挑战。传统疫苗通过动物实验预判不良反应,而mRNA疫苗的特殊性要求建立更完善的风险评估模型。研究发现,mRNA疫苗诱导的免疫反应持续时间与剂量存在非线性关系,低剂量(如1μg)接种反而能产生更持久的免疫记忆。这种剂量依赖性效应为安全剂量阈值的确立提供了新思路,同时解释了为何预防性疫苗无需频繁加强针。

在免疫机制层面,mRNA疫苗通过双重通路发挥作用。一方面,编码过敏原蛋白的mRNA在细胞内翻译后,直接被抗原呈递细胞捕获,激活特异性T细胞反应;另一方面,mRNA分子本身作为佐剂,可激活树突状细胞表面的TLR3受体,触发干扰素-β信号通路,促进Th1型免疫应答。这种双重激活机制既保证了免疫应答的特异性,又通过细胞因子网络调节实现了免疫耐受的建立。

当前技术瓶颈主要集中在过敏原编码策略和递送系统优化。研究表明,通过理性设计改造过敏原的B细胞表位结构,可同时保留T细胞表位活性,这种改良型过敏原在mRNA疫苗中展现出更好的免疫原性平衡。同时,新型纳米载体如脂质-聚合物复合物在提高递送效率的同时,还能通过表面修饰增强抗原呈递细胞摄取效率,这对疫苗的效力提升具有关键作用。

临床前数据已为人体试验提供了充分依据。在动物模型中,预防性接种组在接触过敏原后不仅未出现典型过敏反应,反而表现出免疫调节能力增强。这种保护效果在持续接触过敏原环境6个月后仍保持稳定,而传统脱敏疗法在停用后3个月内复发率超过60%。更值得关注的是,预防性接种组在后续接触新型过敏原时,未出现交叉致敏反应,这为广谱过敏预防提供了可能。

产业化进程方面,mRNA疫苗生产模式与传统疫苗存在根本差异。无需培养活病毒或生产蛋白亚基,仅需通过体外转录合成特定序列的mRNA,这一流程使生产成本降低约80%,且产能可扩展性显著提升。某跨国药企已建立年产200亿剂mRNA疫苗的工业化生产线,这为预防性过敏疫苗的大规模应用创造了物质基础。

未来发展方向呈现多维拓展态势。在技术层面,开发自扩增mRNA疫苗可进一步提升抗原表达效率,研究显示自扩增型疫苗的免疫原性较传统疫苗提高3-5倍。应用层面,探索疫苗与可穿戴设备的联动,通过实时监测环境过敏原浓度自动调整接种方案,可能实现个性化预防。此外,将mRNA疫苗与生物可降解纳米载体结合,开发皮下缓释系统,有望实现免疫记忆的持续强化。

当前面临的最大挑战是如何建立全球统一的过敏原分型标准。不同地区的主要过敏原谱差异显著,例如北欧以尘螨为主,东南亚则以花粉过敏为突出。这要求疫苗设计必须结合地域流行病学特征进行动态调整。同时,儿童免疫系统发育的不确定性需要建立分阶段接种策略,可能需开发针对婴幼儿的低温稳定型疫苗制剂。

监管框架的适应性调整同样关键。传统疫苗审批周期长达10-15年,而mRNA疫苗从设计到临床试验仅需18个月。FDA已推出快速通道审批机制,针对预防性过敏疫苗可能设立专门评审小组。此外,建立基于真实世界数据的监测系统,对接种后5-10年的长期效果进行追踪,将有助于完善疫苗安全评价体系。

在公共卫生层面,预防性mRNA疫苗的应用可能重构过敏疾病防治模式。通过大规模接种高危婴儿群体,可显著降低成年期过敏发病率。经济成本效益分析显示,每预防一例哮喘急性发作,可节省约3000美元医疗支出。更重要的是,避免了传统脱敏疗法带来的心理负担,使过敏预防从被动治疗转向主动健康管理。

未来研究需重点关注三个方向:一是开发广谱过敏原疫苗,覆盖超过80%常见过敏原;二是建立免疫记忆的持久性机制,延长保护周期至10年以上;三是优化接种方案,结合过敏原暴露季节性特征设计分阶段接种计划。随着单细胞测序技术和人工智能预测模型的进步,未来有望实现针对个体过敏原谱的定制化疫苗生产。

这项技术突破若能成功转化,将开创过敏性疾病预防的新纪元。从临床前数据看,预防性mRNA疫苗不仅效果优于传统疗法,更在安全性和便捷性方面实现跨越式提升。随着相关研究的深入,我们有望在2030年前实现首类儿童过敏预防疫苗的上市,为全球2.5亿过敏患者带来革命性改变。
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