然而,mRNA疫苗的研发也面临一些难点,其中最大的挑战之一就是mRNA的免疫原性。mRNA作为外源物质,进入人体后会激活人体的免疫系统,进而引发由mRNA本身引起的炎症反应,并可能导致mRNA还未发挥作用就被免疫系统清除。引入天然修饰核苷酸是降低mRNA疫苗免疫原性的有效手段之一。
假尿苷(Pseudouridine)是RNA上最丰富的修饰核苷,又被称为RNA的“第五种核苷”。2005年,Katalin Karikó等人发现将假尿苷引入RNA中能降低其免疫原性,并且RNA的免疫原性随着假尿苷引入比例的增高而降低[1]。2008年,Katalin Karikó等人还发现用假尿苷完全替代尿苷的mRNA不仅能极大地降低mRNA的免疫原性,还能提高mRNA的稳定性并增强其翻译能力[2]。2015年,Oliwia Andries等人发现用N1-甲基假尿苷完全替代尿苷比用假尿苷完全替代尿苷更能降低mRNA的免疫原性,且更能增强mRNA的蛋白表达能力[3]。
这些研究提示,将假尿苷或N1-甲基假尿苷引入mRNA或许能有效降低mRNA疫苗的免疫原性,增强mRNA的稳定性,且增强其蛋白表达能力。
已上市的两款新冠mRNA疫苗:mRNA-1273(Moderna)和BNT162b2(辉瑞-BioNTech)均采用N1-甲基假尿苷三磷酸(m1ψTP)取代尿苷三磷酸(UTP)。而德国疫苗巨头CureVac的新冠mRNA疫苗CVnCoV效力很低,只有48%,这一结果引起了人们的广泛热议,人们推测这或许是由于CVnCoV没有使用修饰核苷所导致的。由此可见,利用假尿苷或N1-甲基假尿苷替代的方式可能将成为mRNA疫苗生产的趋势。
图1. 尿苷、假尿苷和N1-甲基假尿苷的结构式[3]