修饰与非修饰mRNA疫苗的高剂量重复接种:恒河猴模型中先天与适应性免疫反应的比较研究

【字体: 时间:2025年06月22日 来源:Molecular Therapy Nucleic Acids 6.5

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  (编辑推荐)本研究系统比较了核苷修饰(N1-methylpseudouridine)与非修饰mRNA疫苗在恒河猴模型中高剂量重复接种的免疫原性差异。通过多组学分析揭示:两种mRNA均能激活I型干扰素(IFN-α)、抗原呈递相关基因(如CD14+ CD16+单核细胞)及炎症因子(IL-6/IL-7),但诱导的细胞因子谱存在差异(未修饰mRNA更显著激活TLR7/8通路)。值得注意的是,尽管先天免疫激活模式不同,二者最终产生相似的gag特异性抗体和T细胞应答,为癌症疫苗(如mRNA-4157联合PD-1抑制剂)的优化设计提供了关键数据。

  

免疫激活的动态特征
研究团队在恒河猴模型中对比了160 μg未修饰mRNA与400/800 μg修饰mRNA的重复接种效果。24小时内的免疫监测显示,两组均引发CD14+ CD16+中间单核细胞、浆细胞样树突细胞(pDC)和中性粒细胞的瞬时扩增,伴随I型干扰素(IFN-α)和炎症因子(IL-1RA、CXCL11)的分泌。未修饰mRNA显著提升IL-7(2.3倍)和IFN-α水平(p<0.01),而修饰mRNA则更易诱导IL-6(高剂量组达1.8倍),这种差异暗示TLR7/8通路在未修饰mRNA中的更强激活。

转录组的剂量依赖性调控
RNA测序揭示:高剂量修饰mRNA(800 μg)在第五次接种后差异表达基因(DEGs)数量激增(从1,152增至1,894),显著高于未修饰组(稳定在800-900个)。基因集富集分析(GSEA)显示所有组别均上调I型干扰素信号(如ISG15)、抗原加工呈递(MHC-II类分子)相关模块。有趣的是,尽管IL-6通路基因在所有组别中均显著激活(NES>2.5),但蛋白检测显示其表达水平与mRNA修饰状态明确相关。

适应性免疫的趋同演化
尽管先天免疫存在差异,所有组别在第五次接种后均产生高滴度gag特异性IgG(ED50>105),且记忆T细胞应答特征相似:CD4+ T细胞以CCR7-CD45RA-效应记忆表型为主(占比62%±8%),CD8+ T细胞则呈现CD69+4-1BB+活化标志。值得注意的是,剂量翻倍并未进一步提升T细胞应答强度,提示免疫应答可能已达平台期。

临床转化的启示
研究特别指出,未修饰mRNA的强效TLR激活特性(如IL-7分泌)可能有利于癌症疫苗设计——临床试验NCT01881867已证实IL-7可增强肿瘤抗原特异性T细胞扩增。而修饰mRNA的高剂量耐受性(800 μg仅引发轻度IL-6升高)则适用于需频繁接种的个体化新抗原疫苗(如mRNA-4157)。研究者强调,恒河猴对mRNA炎症反应的抵抗性强于人类,实际临床中需谨慎评估剂量 escalation策略。

技术细节的突破
通过添加gag/env序列作为spike-in对照,团队首次在转录组中捕获到疫苗mRNA的体内分布证据。值得注意的是,加强免疫后gag表达量降低约40%,提示预先存在的抗体和T细胞可能清除mRNA转染细胞。这一发现为理解重复接种的效力衰减提供了新视角。

未解之谜与展望
尽管观察到第五次接种后高剂量组DEGs增加,但表观遗传分析未发现训练免疫(trained immunity)的证据。研究者推测,这种短暂增强更可能源于LNP(脂质纳米颗粒)的累积效应而非表观记忆。未来研究将聚焦于如何利用不同mRNA构件的免疫偏好性(如未修饰mRNA的IL-7优势)来优化治疗性疫苗的配伍设计。

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