本文来自微信公众号: RNAScript ,作者:一一
mRNA疫苗在COVID-19大流行中证明了模块化平台的极限速度:只要抗原序列敲定,就能在几周内完成从设计到量产的放大。但进入后疫情时代,行业达成了一个痛苦的共识:速度并不等于一切。如果未来要面对像割韭菜一样不断变异的病毒,mRNA疫苗将面临三个难以跨越的瓶颈:免疫持久性差、跨变体中和活性下滑,以及挥之不去的“原始抗原印记(Antigenic Imprinting)”。
目前工业界的常规解法是机械地更新抗原序列。病毒变了,疫苗就跟着换。但这本质上是一场精疲力竭的追赶:当新毒株积累了足够多的突变,人体的免疫系统由于“免疫记忆”的惯性,往往倾向于重新激活最初接触过的抗原抗体,导致对新变体的免疫应答大打折扣。
近日,Nature Immunology上发表的一项重磅研究“A glycan-based adjuvant expands the breadth and duration of protection of mRNA-based vaccines”给出了一个颠覆传统的新思路:mRNA疫苗的下一次升级,不应该只在“换什么抗原”上做文章,更应该上升到“如何精细调控抗原呈递后的局部免疫程序”。
研究团队开发了一种真菌来源的糖基佐剂mannadjuvant(MA),将其与mRNA疫苗联合使用。结果表明,它不仅能显著拉高免疫应答的强度和广度,将动物模型中的保护效力拉长到惊人的500天,更在临床前模型中首次有效缓解了原始抗原印记对新疫苗的限制。这预示着,mRNA平台正在从单纯的“抗原递送系统”,走向对“免疫微环境”的深度重塑时代。
mRNA疫苗为什么还需要佐剂?
在传统疫苗学中,佐剂的作用简单粗暴——激活先天免疫,制造一个炎症背景,从而“强迫”适应性免疫系统去记住抗原。
但在mRNA体系中,这个问题要复杂得多。一方面,由脂质纳米颗粒(LNP)和修饰核苷酸组成的递送系统,本身就自带一定的“自佐剂(Self-adjuvanting)”属性,能够激活局部的炎症反应。因此,在行业早期,很多人认为mRNA疫苗不需要额外添加佐剂。
但随着临床数据的积累,这种“内源性刺激”的局限性彻底暴露:抗体滴度下滑过快、面对新突变株时生发中心(GC)应答质量不足。是否能引入外源佐剂来优化mRNA的免疫质量,成为了学术界和工业界共同瞩目的前沿课题。
然而,改造配方并不容易。LNP的物理稳定性极其脆弱,任何外源因子的引入都可能导致颗粒聚集、mRNA泄漏或递送效率断崖式下跌。在不破坏LNP结构的前提下兼容外源佐剂,是此前难以逾越的工艺门槛。
真菌来源糖基佐剂:从dectin-2到mannadjuvant
本研究关注的佐剂mannadjuvant(MA),由白色念珠菌细胞壁提取的甘露聚糖(Mannan)与经典铝盐复配而成。甘露聚糖是免疫系统识别真菌入侵的核心靶点,能被C型凝集素受体dectin-2精准识别。在此前,它已在蛋白质疫苗中展现出强大的免疫增强活性,而将其跨界应用到mRNA平台则是首次。
为了解决配方兼容性问题,研究团队做了非常务实的工艺探索。他们发现,如果最开始采用皮肤内注射佐剂、肌肉注射mRNA的“分步给药”,操作极为繁琐。为此,团队优化了配方,将mannadjuvant直接与编码SARS-CoV-2刺突蛋白的mRNA-LNP混合,开发出了一种固定剂量组合(FDC)的预混肌注方案。
动态光散射(DLS)和mRNA泄漏实验显示,混合24小时内,LNP的粒径未发生任何明显改变,mRNA泄漏率低于3%。这意味着,该糖基佐剂在物理层面上完美兼容了现有的LNP递送体系,为后续的转化奠定了工艺基础。
不只是提高滴度:抗体应答延续至500天
在小鼠随访实验中,这种联合疗法(WA1mRNA+MA)交出了一份惊艳的体液免疫成绩单。
除了在免疫初期显著提升针对原始株和BA.1的中和抗体滴度外,最让人振奋的是其超长的保护周期。随访数据显示,联合接种组小鼠的抗Spike IgG水平在接种后500天依然维持在极高水平,而单独mRNA组则出现了明显的衰减。
进一步的机制探索证实,联合接种组小鼠骨髓中的抗原特异性抗体分泌细胞(ASC)和长寿命浆细胞(LLPC)数量显著增加。这种在骨髓定居的长寿命细胞,正是人体维持长期、稳定抗体水平的源泉。
这直接切中了当前mRNA疫苗在老年人和免疫脆弱人群中“抗体半年就失效”的痛点。通过调控先天免疫和生发中心反应,直接将短期抗体峰值转化为长效的免疫记忆,是这次升级带来的核心技术跨越。

图1.MA延长mRNA疫苗诱导的体液免疫应答。
从广谱中和到大动物攻毒验证
除了持久性,WA1mRNA+MA还增强了跨变体识别能力。
在小鼠中,研究者观察到WA1mRNA+MA能够诱导更多识别BA.4/BA.5和XBB.1.5 spike的生发中心B细胞和记忆B细胞。血清中和实验也显示,WA1mRNA+MA组对BA.5和XBB.1.5假病毒的中和活性可持续至第500天,而单独mRNA组表现明显较弱。
这一结果提示,mannadjuvant并非只是简单放大既有抗体反应,而是可能改变了B细胞反应的广度和质量。
在K18-hACE2小鼠攻毒模型中,研究团队进一步验证了这种免疫增强是否可以转化为保护效果。接种后第56天,小鼠经鼻腔感染BA.5病毒。结果显示,WA1mRNA+MA组肺部病毒载量降至不可检测水平,肺组织病理损伤也明显减轻;相比之下,单独mRNA疫苗组仍可检测到肺部病毒复制,并出现更明显的肺组织损伤。
非人灵长类实验也提供了支持。研究团队在食蟹猴中比较WA1mRNA与WA1mRNA+MA的免疫效果,发现后者在第180天仍能诱导更高水平的WA1、BA.5和XBB.1.5中和抗体。同时,两组在体温、体重和血液学指标上未见明显差异,提示在该实验条件下,mannadjuvant并未显著增加反应原性。

图2.MA扩展mRNA疫苗诱导的变体识别能力。
机制核心:IL-1与I型干扰素重塑局部免疫程序
这项研究最具含金量的部分,在于其通过时序体转录组(bulk RNA-seq)测序,解构了引流淋巴结(dLN)内发生的时空正反馈免疫程序。
传统的mRNA-LNP疫苗在注射后,淋巴结局部的炎症burst(爆发)通常在第3天就迅速消退,导致B细胞来不及经历充分的演练。然而,引入mannadjuvant后,淋巴结内的细胞因子微环境被彻底重构了:
早期炎性激活:在接种第1天,MA迅速激活了以Nlrp3和Il1a表达为特征的炎性小体反应,拉高了IL-1信号。
中后期干扰素维持:正是得益于早期IL-1的铺垫,在接种后的第3天到第7天,淋巴结内诱导出了超乎寻常、且持续时间极长的I型干扰素(Type I IFN)与II型干扰素(IFNγ)应答。
阻断实验进一步证实,这两条通路并非孤立存在,而是形成了一个相互耦合的正反馈环路(Positive Feedback Loop)——早期的IL-1信号是后续干扰素应答的触发器,而持续存在的干扰素信号又是维持局部IL-1β水平的关键。
单细胞测序(scRNA-seq)与单细胞BCR测序显示,正是这种高质、长效的细胞因子微环境,显著扩大了生发中心内明区(Light Zone)和暗区(Dark Zone)的B细胞群体,促进了B细胞轻链的体细胞超突变(SHM),并降低了单一寡克隆的绝对优势。
这意味着,B细胞在生发中心里经历了更充分的筛选与淘汰,最终孵化出了克隆分布更均衡、表位覆盖更广谱的“精锐抗体库”。VirScan表位分析甚至显示,联合接种组诱导的抗体不仅能识别SARS-CoV-2的全表位,甚至跨越到了MERS-CoV和OC43等远缘冠状病毒的某些表位。
缓解原始抗原印记
对工业界而言,这篇论文最实用的亮点在于它对原始抗原印记(免疫原性禁锢)的破局。
为了模拟真实人群的免疫背景,研究者先用原始株mRNA对小鼠进行初免和加强,随后再用变异株XBB.1.5 mRNA进行追加免疫。结果符合典型印记特征:单独追加XBB.1.5疫苗对新毒株的中和滴度提升非常有限。
然而,当在追加针中加入mannadjuvant后,小鼠针对XBB.1.5的中和抗体水平发生了戏剧性的飙升,几乎逼近了那些直接接种新疫苗的“白纸背景”小鼠。
这表明,通过调控生发中心反应和BCR亲和力成熟程序,外源佐剂有可能强行打破既有免疫记忆的思维定势,迫使系统针对新抗原表位启动高质量的de novo(从头)免疫应答。

图3.MA缓解既有免疫记忆对新变体应答的限制。
产业化落地的技术冷思考
尽管这项发表在《Nature Immunology》上的成果数据极其丰满,但要真正走向工业化落地,还有几层窗户纸需要捅破:
细胞免疫的数据补充:虽然文中的讨论侧重于B细胞和长效抗体,但值得注意的是,其补充数据显示联合接种在第500天时,小鼠脾细胞受特异性抗原刺激后分泌IFNγ的水平依然显著高于对照组。这提示该佐剂同样加持了长期TFH辅助与Th1偏向的细胞免疫。但对于完全依赖T细胞的肿瘤新抗原疫苗(Neoantigen Vaccine)等场景,这种真菌糖基佐剂能否同样重塑肿瘤免疫微环境,仍需专门的实验验证。
反应原性与剂量窗口:IL-1与I型干扰素通路的持续激活是一把双刃剑。虽然非人灵长类实验未见明显的全身毒性,但人体对这类强效先天免疫激活剂的耐受窗口通常比动物窄。如何在保障“500天长效保护”的同时,将注射局部的红肿、疼痛等副反应控制在三期临床可接受的范围内,是剂量工程(Dosage Engineering)的下一步难点。
平台的普适性:不同厂家使用的LNP组分(如不同的可电离脂质)和mRNA纯化工艺(如双链RNA残留率)各不相同,这些都会影响内源性的免疫背景。Mannadjuvant能否在不同的LNP体系中保持同样的物理兼容性和免疫重塑活性,需要更广泛的横向测评。
结语:从抗原递送到免疫程序调控
总体来看,这项研究的边界远不止于COVID-19疫苗的改良。它向整个行业展示了一种全新的底层逻辑:
mRNA平台的模块化和高速度,曾经让我们寄希望于通过“不断更换抗原序列”来解决所有问题。但在面对高变异、高免疫逃逸的病原体时,仅仅依靠前端序列的堆叠正面临边际效应递减。
Mannadjuvant的价值在于,它成功在mRNA-LNP系统上叠加了一个高效的“先天免疫调控层”。通过激活dectin-2通路,人为制造了一个长效、高质的淋巴结炎性微环境,精细地设计了抗原被免疫系统“看见、筛选并精准记住”的方式。这种通过外源佐剂重塑免疫程序的策略,或许才是下一代广谱传染病疫苗与治疗性mRNA药物真正走向成熟的必经之路。
