导读：在疫苗研发领域，mRNA 疫苗凭借其快速生产和诱导免疫反应的能力，在应对新冠疫情等传染病时展现出重要价值。然而，随着研究的深入，如何进一步提升疫苗性能（如稳定性、给药剂量和周期等）成为关键问题，并由此衍生了自扩增mRNA（saRNA / sa-mRNA）和环状mRNA（circRNA）等技术。
2025年2月，由CSL研发团队发表于Vaccine杂志的“
sa-mRNA influenza vaccine raises a higher and more durable immune response than mRNA vaccine in preclinical models”一文，针对sa-mRNA疫苗与传统mRNA疫苗展开了系统性研究，头对头比较了saRNA与mRNA介导的体内外翻译效率和免疫原性数据，具有重要的参考价值。CSL公司是saRNA疫苗的领军企业，首款获批的新冠saRNA疫苗即由CSL和Arcturus Therapeutics联合开发。
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研究背景
mRNA技术在疫苗领域的应用，为预防传染病、应对突发公共卫生事件带来了新希望。然而，传统的mRNA疫苗在免疫持久性方面存在一定的局限性，尤其是在面对病毒变异时，中和抗体的持久性较短，导致需要多次加强接种以维持保护效果。自扩增mRNA（sa-mRNA）疫苗作为一种新兴的mRNA疫苗平台，通过RNA依赖的RNA聚合酶（RdRP）实现抗原的自我扩增，能够在体内产生更持久的抗原表达，引发更持久的免疫反应。
尽管sa-mRNA疫苗在临床前和临床研究中显示出潜力，但其与传统mRNA疫苗在免疫原性、剂量反应和持久性等方面的详细比较仍然缺乏。这项研究旨在通过头对头的比较，评估sa-mRNA疫苗与传统的修饰mRNA疫苗在免疫原性、抗原表达持久性和使用剂量方面的差异。
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研究方法与结果
文章大纲为：sa-mRNA与mRNA的序列特征、抗原表达分析（体内&体外）、免疫原性评估（体内）、T细胞反应原性评估（体内）。
2.1 sa-mRNA与mRNA的序列特征
sa-mRNA序列组成包含5’Cap（Cap0帽结构）、5’UTR、NSP1-4（复制酶编码序列）、SGP（亚基因组启动子）、CDS（目标蛋白编码序列）、3’UTR和polyA尾。另外，sa-mRNA不含修饰的核苷。
常规mRNA的序列组成为5’Cap（Cap0帽结构）、5’UTR、CDS（目标蛋白编码序列）、3’UTR和polyA尾。其中5’UTR和3’UTR序列与Moderna mRNA-1273一致。另外，mRNA含N1ψ修饰或不修饰的核苷。
2.2 抗原表达分析（体内&体外）
研究首先以编码禽流感A/turkey/Turkey/2005/01株H5抗原的sa-mRNA和传统mRNA为研究对象，通过体外细胞试验（BHK-V 细胞）评估了二者表达水平间的差异。结果显示，相比高剂量（100~3200 ng）的mRNA，更低剂量（6.25~200 ng）的sa-mRNA能够产生更高水平的抗原表达，且表达持续时间更长。人分泌碱性磷酸酶（SEAP）saRNA和SEAP mRNA在细胞中的表现与上述结果类似。
研究还利用BALB/c小鼠试验、以荧光素酶（Luciferase, Luc）作为报告基因，评估了saRNA和mRNA的体内表达差异。结果显示，Luc sa-mRNA编码的荧光素酶在第7天左右达到峰值，之后缓慢下降。而mRNA编码的荧光素酶在注射后6小时达到峰值，随后快速下降，11天内降至基线水平。
2.3 免疫原性评估（体内）
通过血凝抑制反应（HAI）和微量中和（MN）试验，研究人员评估了sa-mRNA和mRNA流感疫苗引发的中和抗体反应。结果显示，在所有比较剂量的疫苗中（小鼠：1.0和0.1 μg；大鼠10、1.0和0.1 μg），sa-mRNA免疫在所有检测组中产生更高的抗体效价。在最低剂量（0.1 μg）下，sa-mRNA产生的几何平均滴度（GMT）比mRNA高10倍。
2.4 抗原特异性T细胞反应评估（体内）
H5肽体外再刺激后通过流式细胞术检测CD4+和CD8+T淋巴细胞的细胞因子反应，以此分析mRNA和sa-mRNA疫苗介导的细胞免疫应答。结果显示，mRNA免疫小鼠的CD4+ T细胞反应始终高于sa-mRNA，检测到的细胞因子的模式与Th1和Th0的混合反应一致。相反，sa-mRNA免疫小鼠的CD8+T细胞反应始终高于mRNA免疫小鼠，大多数CD8+T细胞产生IFN-γ或同时产生IFN-γ和TNF-α。
接下来，研究测量了sa-mRNA和mRNA处理的小鼠和大鼠血液中与疫苗反应性有关的细胞因子和趋化因子标记物。接种mRNA/LNP或sa- mRNA/LNP诱导细胞因子/化学因子在接种后1天呈剂量依赖性增加，在接种后第20天恢复到基线水平。在相同剂量水平下，sa- mRNA/LNP诱导的细胞因子/趋化因子浓度普遍高于mRNA/LNP。
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总结
该研究通过一系列实验，对比了sa-mRNA疫苗和mRNA疫苗在表达水平、表达持续时间、免疫原性方面的差异。
在体外和体内实验中，相比mRNA，sa-mRNA的表达转染效率高100倍以上，且在基因表达的持久性上表现出色。免疫原性方面，在小鼠和大鼠模型中，sa-mRNA以低10倍的剂量就能产生与mRNA相似的结合和中和抗体效价，同时能诱导更强的CD8 T细胞反应。在安全性相关的细胞因子和趋化因子检测中，相同免疫原性剂量下，sa-mRNA在急性期诱导的细胞因子/趋化因子释放相似或更少。这些结果表明，sa-mRNA平台在疫苗应用中具有剂量节省、免疫原性增强、反应原性可能降低以及抗原表达持久等优势。
参考文献
[1] Chang C, Patel H, Ferrari A, Scalzo T, Petkov D, Xu H, Rossignol E, Palladino G, Wen Y. sa-mRNA influenza vaccine raises a higher and more durable immune response than mRNA vaccine in preclinical models. Vaccine. 2025 Feb 15;51:126883. doi: 10.1016/j.vaccine.2025.126883.
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撰写| 工程菌星球
校稿| Gddra编审| Hide / Blue sea
编辑 设计| Alice
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