假尿苷修饰RNA的双重免疫逃逸机制：为RNA疗法提供免疫规避新策略

本刊推荐：为解决RNA疗法中非预期免疫原性问题，Bérouti、Wagner等团队开展假尿苷（Ψ）及其衍生物N1-甲基假尿苷（m1Ψ）修饰RNA的免疫调控机制研究。发现Ψ/m1Ψ通过抑制RNase T2内切酶与PLD3/4外切酶的RNA降解功能，阻断TLR7/TLR8激动配体的生成，并证实m1Ψ对TLR8的激动作用强于Ψ。该研究为优化RNA药物设计提供了关键分子基础。

　　

在生物医学领域，RNA疗法的崛起正革命性地改变着疾病治疗格局。从新型冠状病毒mRNA疫苗的全球成功应用，到癌症疫苗和蛋白替代疗法的蓬勃开发，RNA药物已成为精准医疗的重要支柱。然而，外源RNA分子进入人体后极易被天然免疫系统识别，引发强烈的炎症反应，这成为制约其临床转化的关键瓶颈。早在十多年前，Katalin Karikó和Drew Weissman教授就发现假尿苷（Ψ）修饰能有效屏蔽体外转录（IVT）RNA的免疫原性，这一突破性发现直接推动了mRNA疫苗的诞生，并荣获诺贝尔生理学或医学奖殊荣。但令人困惑的是，科学家们至今仍未完全阐明：为何仅仅将尿苷（U）转变为其结构异构体Ψ，或进一步甲基化形成N¹-甲基假尿苷（m¹Ψ），就能让RNA“隐身”于免疫系统？

最近在《免疫》（Immunity）杂志上发表的一项重要研究，由Bérouti、Wagner及其合作团队揭开了这一谜题的关键部分。他们发现Ψ和m¹Ψ修饰通过双重机制抑制免疫激活：既阻碍了酶解RNA的降解过程，又直接干扰了Toll样受体（TLR）的激活通路。该研究被《TRENDS IN Molecular Medicine》遴选为 Spotlight 专题报道，凸显其对该领域的重要推动作用。

研究人员采用多种关键技术验证假说：通过体外酶活实验分析RNase T2对修饰RNA的切割效率；利用人原代单核细胞和浆细胞样树突状细胞（pDC）模型评估TLR7/TLR8通路激活；采用体内小鼠模型静脉注射IVT RNA观察血清干扰素-α（IFN-α）水平变化；并通过质谱检测2',3'-环磷酸鸟苷（2',3'-cGMP）等代谢产物浓度。

研究结果主要包含两大发现机制：

一、RNA酶解过程受阻

研究显示，RNase T2内切酶难以切割含Ψ或m¹Ψ的二核苷酸序列（如GΨ/Gm¹Ψ），导致修饰RNA在溶酶体中逃避降解。同时，磷脂酶D（PLD3/4）外切酶也无法有效处理修饰RNA片段。这一双重酶抑制效应显著减少了TLR7和TLR8激动配体的生成。

二、TLR激活通路被抑制

对于TLR7通路，其激活需依赖RNase T2和PLD3/4协同产生的2',3'-cGMP（结合TLR7第一口袋）和短链寡RNA（结合第二口袋）。Ψ/m¹Ψ修饰使这两类配体产量大幅降低。对于TLR8，虽然游离的m¹Ψ显示较强激动活性，但Ψ的激动作用远弱于尿苷。值得注意的是，研究者发现物种差异显著：鼠源TLR8因缺乏关键氨基酸根本无法识别单链RNA，这提示RNA药物开发需采用人源细胞模型。

在体内实验中，未修饰IVT RNA注射引发强烈IFN-α反应，且该反应依赖于RNase T2；而m¹Ψ修饰RNA则几乎不引起免疫激活。

该研究系统阐释了假尿苷化RNA规避天然免疫的分子机制，不仅为现有mRNA疫苗和药物的高效安全性提供了理论依据，更指引了下一代RNA疗法的优化方向。值得注意的是，m¹Ψ虽在抑制RNA降解方面效果显著，但其对TLR8的潜在激动效应提示不同修饰可能带来迥异的免疫调节特性。未来需从天然及合成RNA修饰库（如MODOMICS数据库收录的数百种修饰）中筛选兼具低免疫原性、高稳定性与高效翻译能力的优化修饰方案。

这项研究凸显了化学修饰在RNA药物开发中的核心地位——通过精细调控RNA与免疫系统的互作，我们将有望设计出更安全、更有效的精准医疗武器，应对癌症、神经退行性疾病及新兴传染病等重大健康挑战。