mRNA-1273 新冠疫苗：胎盘穿透性与胎儿免疫原性的新发现

为探究 mRNA-LNP 的胎盘穿透能力等问题，研究人员研究 mRNA-1273，发现其可穿透胎盘并具胎儿免疫原性，意义重大。

　　在新冠疫情的大背景下，mRNA 新冠疫苗的出现为防控疫情带来了新的希望。Moderna 的 mRNA-1273 和 BioNTech 的 BNT162b2 这两款基于脂质纳米颗粒（LNPs）包裹编码 SARS-CoV-2 刺突蛋白 mRNA 的疫苗，在成人中展现出超 90% 的有效性和良好的安全性。然而，当涉及到孕期使用时，情况就变得复杂起来。

起初，由于担心这些全新的医疗产品可能对胚胎或胎儿产生潜在的毒性影响，孕妇被排除在 mRNA-LNP 疫苗接种范围之外。尽管孕期感染新冠病毒会给母婴带来更高风险，但对未知风险的担忧使得孕妇的疫苗接种慎之又慎。随着临床数据的积累，mRNA 疫苗对母婴的安全性逐渐得到认可，孕期接种也开始被大力推荐。但 mRNA-LNP 在孕期女性体内的药代动力学，尤其是其胎盘穿透能力，却依旧是个未解之谜。此前研究发现，在孕妇接种疫苗数天甚至数月后采集的胎盘和脐带血中，检测不到疫苗 mRNA 或其编码的刺突蛋白，这让人们一度认为胎盘是 mRNA-LNP 的天然屏障，可保证孕期接种的安全性。但 mRNA-LNP 在体内迅速清除的特性表明，其胎盘穿透可能发生在接种后的 24 小时内，仅依据后期采集样本未检测到相关物质就否定穿透性，似乎为时过早。

为了重新评估 mRNA-1273 的胎盘穿透能力并探究其在胎儿中的免疫原性，来自台湾长庚纪念医院、长庚大学等机构的研究人员展开了深入研究，相关成果发表在《Molecular Therapy Nucleic Acids》杂志上。

研究人员在实验中使用了多种技术方法。在动物实验方面，选用了 FVB/N、BALB/c 和 C57BL/6 等品系的小鼠。通过给怀孕小鼠进行肌肉注射和对胎儿进行宫内注射 mRNA-1273 来模拟人体情况。免疫印迹分析用于半定量检测 mRNA-LNP；逆转录 PCR（RT-PCR）能够定量检测刺突 mRNA；酶联免疫吸附测定（ELISA）则用于测定血清中抗刺突免疫球蛋白（Ig）水平、PEG 含量等；还有淋巴细胞增殖实验、ELISpot 实验、中和实验以及免疫荧光染色等技术，从不同角度对相关指标进行检测分析。

下面来看看具体的研究结果。

1. 胎盘穿透性检测：给怀孕 14 天（GD14）的小鼠单次肌肉注射 4mg mRNA-1273 后，利用抗聚乙二醇（PEG）抗体检测发现，PEG 化的 LNPs 在 30 分钟内迅速进入母鼠血液并穿过胎盘进入胎儿循环，在母鼠循环中 3 - 24 小时消失，但在胎儿循环中可维持至少 7 天，且母鼠 mRNA-1273 剂量减少会导致胎儿血清中 PEG 水平下降。通过 RT-PCR 检测发现，刺突 mRNA 在母鼠接种 1 小时内进入胎儿血液，4 - 6 小时后在胎儿循环中检测不到，但会在胎儿肝脏、胎盘和躯干软组织中积累，且高剂量 mRNA-1273 会使胎儿肝脏中积累更多刺突 mRNA，不过高低剂量组胎儿胎盘的刺突 mRNA 水平相似，这表明胎盘可能会捕获 mRNA-1273。
2. 免疫反应检测：对怀孕小鼠肌肉注射不同剂量的 mRNA-1273 后，检测母鼠和幼鼠血清中的抗刺突免疫球蛋白水平。结果显示，母鼠接种后会产生抗刺突 IgG₁/IgG_2a ，且无剂量响应关系；而幼鼠血清中的抗刺突 IgG₁/IgG_2a 水平则呈现剂量依赖效应，且随时间下降。母鼠血清的病毒阻断效力在产后 2 - 3.5 个月内很高，幼鼠 2 个月时中和活性较低，3.5 个月时消失。进一步研究发现，幼鼠体内存在内源性抗刺突 IgG_2a ，且 mRNA-1273 剂量与胎儿内源性抗刺突 IgG 血清滴度呈剂量响应关系。此外，母鼠接种 mRNA-1273 后，幼鼠体内抗刺突 IgM 水平升高，且高剂量组更高。同时，接种疫苗的母鼠和幼鼠针对刺突蛋白的细胞免疫也增强，表现为淋巴细胞增殖以及分泌干扰素（IFN）-γ 和白细胞介素（IL）-2 的 T 细胞频率增加。
3. 胎儿直接暴露的免疫效果：直接给 GD14 的小鼠胎儿腹腔注射 mRNA-1273，产后发现胎儿血清中抗刺突 IgG₁/IgG_2a 滴度升高，且淋巴细胞对刺突蛋白特异性增殖，分泌 IFN-γ 和 IL-2 的 T 细胞频率也增加，这表明胎儿在子宫内对 mRNA-1273 具有免疫反应。

综合研究结果和讨论部分来看，这项研究意义非凡。它证实了小鼠胎盘对 mRNA-1273 具有穿透性，且 mRNA-1273 在胎儿中具有免疫原性，并非耐受性。这一发现挑战了以往认为胎盘是 mRNA-LNP 绝对屏障的观点，为重新评估 mRNA-LNP 的胎盘穿透能力提供了重要依据。由于人和小鼠都拥有血绒毛膜胎盘，在一定程度上小鼠模型可模拟人类胎盘的物质交换，但二者胎盘的组织架构存在差异，所以将小鼠研究结果外推至人类时需谨慎。此外，mRNA 疫苗在孕期使用的安全性虽有一定临床数据支持，但疫苗 mRNA 及其产物在体内的长期存在仍引发了对潜在基因毒性的担忧，如基因组整合、致癌性和生殖系传播等。不过，mRNA-1273 在此次小鼠实验中未表现出明显安全问题。同时，鉴于 mRNA-1273 可穿透胎盘，未来或许可通过母体给药实现胎儿 mRNA 治疗，但需考虑 mRNA 编码肽的潜在免疫原性以及 LNP 化学性质对其胎盘穿透能力的影响。

总的来说，该研究为 mRNA 疫苗在孕期的应用提供了新的视角，有助于优化新冠疫苗接种策略，保障母婴健康，也为产前 mRNA 治疗的发展开拓了思路，推动了 mRNA 医学领域的进步。