疫苗前沿 | 无帽saRNA疫苗平台：10 ng、100%保护效力

现有线性mRNA仍面临诸多挑战：较高的生产成本、专利保护的共转录加帽（5′ capping）工艺，以及在低剂量下免疫原性受限等问题。高致病性禽流感（HPAI）H5病毒的跨物种传播风险日益严峻，开发更具成本效益、具备显著剂量节约效应且易于大规模生产的新型疫苗平台已成为全球公共卫生的迫切需求。

近期发表的一项研究展示了一种基于肠道病毒（Enterovirus）骨架的无帽自扩增mRNA（CLsamRNA）疫苗平台，该技术通过内部核糖体进入位点（IRES）驱动翻译，彻底摆脱了对5′加帽工艺的依赖，并在超低剂量下实现了对H5N8病毒的完全保护。

优化后的CLsamRNA体外转录载体序列包含：T7启动子 → HHRbz → CB5 5′-UTR (含IRES) → CCACC Kozak序列 → 目的基因 (GOI) → 20aa VP1连接子 → CB5 P2-P3区 (非结构蛋白) → 三重终止密码子 → CB5 3′-UTR → 120nt Poly(A)尾。

研究内容详解

文章围绕CLsamRNA平台的构建、优化与效能验证展开：

该研究的核心突破在于利用柯萨奇病毒B5（CB5）复制子开发了一套无需加帽且能自主扩增的RNA疫苗架构。

研究人员系统评估了来自多种肠道病毒（包括CA24、E6、E30和CB5）以及脑心肌炎病毒（EMCV）的内部核糖体进入位点（IRES）元件。实验结果确证，CB5来源的IRES在驱动下游基因翻译方面展现出最高的生物学活性，因此被选定为CLsamRNA的核心翻译启动元件。

CLsamRNA骨架是通过剔除CB5基因组中的结构蛋白编码区（P1区），并将其替换为目的基因（GOI，如荧光素酶、GFP或流感HA抗原）来构建的。同时，保留了编码病毒复制酶机器的非结构蛋白区域（P2和P3区，包括2A-2C和3A-3D），以确保RNA进入细胞后能够实现自主扩增。

为了解决T7 RNA聚合酶在体外转录（IVT）过程中可能产生的5′端异质性问题，研究者引入了锤头状核酶（HHRbz）。在IVT载体中，HHRbz序列被精准插入在T7启动子与CB5 5′-UTR之间。HHRbz在转录过程中或转录后通过顺式切割，能够诱导产生具有精确定义的5′末端的RNA转录本，这对于维持肠道病毒复制子的复制效能至关重要。

由于抗原是以多聚蛋白的形式表达，其释放依赖于病毒2A蛋白酶的裂解。研究发现，在抗原C端与2A裂解位点之间保留特定长度的VP1蛋白C端残基作为连接子（Spacer）至关重要。经过梯度筛选（0–25个氨基酸），实验证实引入20个氨基酸（VP1-20AA）的连接子能达到最佳的蛋白加工与表达平衡。

在5′-UTR与目的基因起始密码子之间，研究者对比了不同的Kozak共识序列变体。结果显示，CCACC变体在HEK293T细胞中显著增强了抗原的翻译输出，优于GCCACC及非共识控制序列。此外，增加Poly(A)尾长度至120个核苷酸，并引入三重连续终止密码子，进一步协同增强了蛋白产出。

在体外动力学研究中，脂质纳米颗粒（LNP）包裹的CLsamRNA展现出与委内瑞拉马脑炎病毒（VEEV）背景的saRNA及修饰型mRNA截然不同的表达模式。CLsamRNA表现出极快的早期表达特征：在转染后8小时即产生极高的荧光信号，且胞内RNA拷贝数随时间显著增加，确证了其强大的自我扩增能力。相比之下，VEEV背景的saRNA表达相对迟缓，呈现出更持久但晚发的表达曲线。

在活体小鼠实验中，这种动力学差异得到了进一步印证。肌肉注射后，CLsamRNA-Luc在6小时内即触发强烈的生物发光信号。面积下曲线（AUC）分析表明，CLsamRNA在注射后的0-1天内贡献了大部分的抗原产出，其早期RNA蓄积量显著高于VEEV和修饰型mRNA组。这种快速启动的抗原表达特性，为其后续诱导强有力的免疫应答奠定了基础。

针对高致病性禽流感H5病毒的免疫原性评估显示，CLsamRNA-H5诱导了极具竞争力的体液与细胞免疫。在BALB/c小鼠中，经过加强免疫后，CLsamRNA不仅诱导了高水平的同源血清中和抗体，还对异源的clade 2.3.4.4b H5N1病毒展现出良好的交叉中和活性。更关键的是，CLsamRNA触发了以IgG2a为主的Th1偏向性免疫应答，并诱导了显著的IFN-γ分泌性T细胞反应。

最令人震撼的结果体现在致死性攻击保护实验中。在面临高致死剂量（10 MLD₅₀）的H5N8病毒挑战时，即便免疫剂量低至0.01 μg，CLsamRNA组小鼠仍实现了100%的存活率，且体重未见显著下降。相比之下，同剂量的修饰型mRNA组小鼠出现了严重的体重减轻且保护效力受损。组织病理学与免疫组化分析也验证了CLsamRNA能有效抑制病毒在肺部、脑部及心脏等关键器官的复制，基本消除组织损伤。

创新与局限

该研究成功展示了CLsamRNA疫苗平台的巨大潜力。简化的工艺：通过IRES介导翻译，消除了5′加帽这一昂贵且复杂的步骤，理论上能降低生产成本并提高产物均一性。

然而，由于肠道病毒IRES的活性高度依赖于特定宿主细胞的转录因子（ITAFs），在小鼠模型中观察到的高效翻译是否能完美平移至人体仍需临床前大动物及临床研究证实。

小结

综上所述，这项研究不仅建立了一个新型的无帽自扩增mRNA疫苗平台，更深入探讨了其作为一种独立于传统saRNA及修饰型mRNA架构的生物学特征。CLsamRNA结合了无帽设计、快速表达、自扩增及强力Th1偏向免疫等多重优势，为应对高致病性禽流感等新兴传染病提供了极具吸引力的候选方案。

参考文献

[1] Capless self-amplifying mRNA vaccine induces dose-sparing protective immunity against HPAI clade 2.3.4.4 H5 virus in mice.Mol Ther. 2026 Jul 29:S1525-0016(26)00668-4. doi: 10.1016/j.ymthe.2026.07.047.

注：本文仅作为医疗健康领域前沿进展分享， 非 治 疗 方 案 推 荐。

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来源| RNA星球

校稿| Alice编审| Hide / Blue sea

编辑 设计| Leon