呼吸道合胞病毒mRNA疫苗研究进展

呼吸道合胞病毒( respiratory syncyial virus，RSV)是一种反式单链RNA病毒，共编码11种蛋白，其中G和F表面蛋白在RSV吸附和融合过程中发挥重要作用，是产生中和抗体最重要的抗原位点，也是诱导机体产生免疫原性和抗病毒的最主要靶点。感染呼吸道合胞病毒会导致黏液分泌增加及发炎，导致气道变窄，是引起婴幼儿、老年人及免疫功能缺陷患者下呼吸道感染的重要病原体。

图1 RSV病毒结构

2020年，全球5岁以下儿童中RSV严重感染人数高达3460万人，其中仅中国的感染人数就达到300万人。所有年龄的人群都可能受到RSV感染，在婴儿和老年人中的感染最为危险，对于小于1岁的婴儿，RSV是导致传染病死亡的第二大因素。然而，RSV疫苗却是一大世界难题。

RSV疫苗研发源自20世纪60年代，福尔马林灭活疫苗( FI-RSV)的失败严重打击了RSV疫苗的研发热情，增加了RSV疫苗研发的商业风险，使RSV疫苗研发举步维艰。目前为止，还没有针对RSV感染的预防性疫苗被批准。当前有五种正在开发的呼吸道合胞病毒疫苗，即减毒活疫苗、载体疫苗、亚单位疫苗颗粒疫苗和mRNA疫苗，具体如图2所示。

图2 RSV候选疫苗和临床试验中的单克隆抗体

mRNA疫苗的开发非常迅速，mRNA疫苗可以将抗原转译到宿主细胞，同时促进不稳定抗原的有效表达，此外，mRNA疫苗具有抗原表达效率高、安全性高、免疫原性强、同时激活体液免疫和细胞免疫的优点。

图3 mRNA疫苗在传染病中的作用原理

大约20年前，一项研究用编码RSV F蛋白的重组Semliki Forest病毒RNA免疫小鼠发现疫苗接种抗原特异性抗体反应并诱导Th1免疫应答。为RSV mRNA疫苗研究踏出了第一步。不过由于RSV mRNA疫苗体内和储存中的不稳定性，以及大规模生产的困难，RSV mRNA疫苗的开发被认为是不现实的。直到2020年，RSV mRNA疫苗研究取得重大突破。Espeseth AS等人评估了编码各种形式的RSV F蛋白的LNP包封的化学修饰的mRNA疫苗的RSV攻击的免疫原性，安全性和保护，包括啮齿动物模型中的分泌，膜相关，融合前稳定和非稳定结构。这些表达融合前稳定或天然形式的RSV F蛋白的候选疫苗在小鼠和棉鼠中引发强烈的中和抗体反应，并且没有发展为增强呼吸系统疾病，并且mRNA疫苗引发了强烈的CD4+和CD8+T细胞反应，突出了疫苗在激活细胞免疫反应中的潜在优势。这些结果表明，表达RSV F蛋白形式的mRNA/LNP疫苗有可能成为预防RSV感染的安全有效的选择。

目前RSV候选疫苗的研究重点是针对高度保守的F蛋白，因为针对融合前F构象接种疫苗会产生更好的中和抗体应答。幸运的是，mRNA疫苗可以通过工程编码序列来编码稳定的F蛋白构象。实际上，使用阳离子纳米乳液和LNPs成功地传递了编码天然RSV F蛋白或稳定的前F构象的mRNA疫苗，没有观察到任何ERD的情况。RSV表面融合糖蛋白的特征和结构解析方面的进展为RSV疫苗的开发提供了一个新的预防干预目标。

图4 RSV F结构和抗原位点 显示了融合前和融合后的RSV F构象

几种针对RSV感染的mRNA疫苗目前正在临床试验中。在I期临床试验中，mRNA-1777促进了RSV中和抗体的产生，并引发了强烈的体液反应。同时，经过进一步的工程设计和密码子的选择，mRNA-1345疫苗显示出增强的免疫原性。实际上，在I期临床试验中，接种mRNA-1345产生的中和抗体滴度是mRNA-1777的7倍。令人兴奋的是，mRNA-1345已被美国食品药品监督管理局(FDA)批准用于预防60岁以上人群的RSV感染，并已进入多中心，安慰剂对照的2/3期临床试验。

表1 RSV mRNA疫苗临床试验

新型mRNA疫苗的快速发展为RSV疫苗研发领域带来了希望。它们在预防和控制COVID-19方面的成功应用，进一步推动了mRNA疫苗的研究。几十年来在mRNA设计和核酸传递技术方面的进展，加上新型抗原靶点的发现，使mRNA成为防治新出现的大流行病和现有传染病的一个非凡工具。为抗击RSV而以革命性的速度开发的前两种mRNA疫苗（mRNA-1345和mRNA-1777）已经超过了预期，并可能实现RSV感染的完全控制。由此产生的积极的安全性和有效性数据，以及经证实的监管批准途径，使我们对mRNA疗法预防RSV感染的潜力持乐观态度。