日前，以色列特拉維夫大學的研究人員在 Science 子刊 Science Advances 上發表了題為：A single-dose F1-based mRNA-LNP vaccine provides protection against the lethal plague bacterium 的研究論文。

該論文顯示：研究團隊成功研發出一款針對鼠疫耶爾森菌的mRNA疫苗，該技術或將有助解決耐抗生素細菌的問題。研究在動物模型中進行，所有接種這種mRNA疫苗的動物都完全實現了免受鼠疫耶爾森菌的侵害。

關于病毒和細菌

到目前為止，mRNA被認為能夠有效預防病毒感染，而對細菌無效。

病毒依賴宿主細胞繁殖，將自己的mRNA分子插入人體細胞，并以人體細胞為工廠，基于自己的遺傳物質生產病毒蛋白，實現自我復制。mRNA疫苗就模擬了這一過程，科學家在實驗室合成出同樣的mRNA分子，將其包裹在脂質納米顆粒中。接種疫苗后，脂質會黏附于人體細胞，細胞開始生產病毒蛋白質，免疫系統提前熟悉了這些蛋白質后，未來接觸到真的病毒就可以發揮保護作用。

細菌的情況則完全不同：它們無需依賴人體細胞制造自身蛋白質，而是直接在自己的細胞內產生蛋白質。而且，由于人類和細菌的進化完全不同，即使基于相同的基因序列，細菌制造的蛋白質也可能與人類細胞的蛋白質有所差異。

“研究人員曾嘗試在人體細胞中合成細菌蛋白質，但接觸這些蛋白質后人體內抗體水平偏低，并且普遍缺乏保護性免疫作用。”領銜這項研究的特拉維夫大學博士埃多·科恩說。

mRNA疫苗的新研發探索

為了解決這個難題，研究團隊將鼠疫耶爾森菌的F1莢膜蛋白的元和分泌信號替換為真核分泌信號，促進其在哺乳動物系統中的高效表達、易位和分泌，通過繞開了經典分泌途徑，免疫系統將疫苗中的蛋白質識別為免疫原性細菌蛋白質。

同時，研究團隊對其mRNA序列進行了優化，使用了高GC含量的mRNA結構，高GC含量能夠增加mRNA的穩定性和蛋白表達水平。為了增強這種細菌蛋白質的穩定性，并確保它們不會在體內分解得太快，研究團隊還在其序列中引入了人類抗體片段（hFc），以增加表達后蛋白的穩定性、半衰期和免疫原性。為進一步增強體液免疫反應，研究團隊還在該mRNA中額外引入了兩種修飾。

研究團隊在小鼠上測試了這種新型mRNA疫苗，一周之內，未接種疫苗的小鼠全部死于鼠疫耶爾森菌感染，而接種了疫苗的小鼠全部存活得很好，而且，一劑疫苗在接種兩周后就提供了充分的保護。只需一劑就能提供完全保護的能力，這對于預防未來可能出現的快速傳播的細菌大流行至關重要。

據悉，這是世界首個針對人類致命細菌的mRNA候選疫苗。研究團隊表示，這項新技術可以快速開發有效的細菌感染疾病的疫苗，考慮到全球正在出現的抗生素耐藥性危機以及缺乏有效的常規療法和候選疫苗，這項研究具有重大意義及應用前景。而且，研究團隊表示，新冠mRNA疫苗之所以研發速度如此之快，得益于多年來科學家們對mRNA技術的研究。如果未來面臨某種細菌大流行，這項研究成果將為快速開發細菌mRNA疫苗奠定基礎。