新型冠状病*(简称新冠)mRNA疫苗是一款核酸疫苗,将编码新冠病*S蛋白的mRNA直接注射进入体内,能够在人体内合成S蛋白,通过模拟病*感染刺激机体产生抗体;是为预防、控制新型冠状病*发生和流行而制作的免疫制品。
新冠病*mRNA疫苗的研发过程
复制:细胞核中,DNA解旋,以两条链为模板,按碱基互补配对原则,合成两条子链,子链与对应母链螺旋化。
转录:细胞核中,DNA解旋,以其一条链为模板,按碱基互补配对原则,形成mRNA单链,通过可变剪接后,成熟的mRNA进入细胞质与核糖体结合。
翻译:细胞质中,以mRNA为模板,合成有一定氨基酸序列的蛋白质。
我们不难发现,mRNA在整个过程中充当了一个重要的桥梁作用,被称为“信使RNA”。
预防免疫的过程,简单来说,就是往人体接种病原体经减*、灭活等处理后的抗原,诱导人体产生对应的抗体,当人体再次接触该种病原体时,人体的免疫系统就会根据原有的记忆,产生更多的抗体来抵御病原体的入侵,达到预防作用。
看到这里,mRNA疫苗的作用原理也就呼之欲出了:科学家们通过将含有编码抗原蛋白的mRNA导入人体,可以跳过复制、转录过程,直接进行翻译,来形成相应的抗原蛋白,从而诱导机体产生特异性免疫应答,达到预防免疫的作用。
刺突糖蛋白
(S蛋白)
是新冠病*入侵人体的关键蛋白,这种蛋白可以识别人类呼吸道上皮细胞上的ACE2蛋白,并与之相互作用,从而打开新型冠状病*入侵人体的大门。简而言之:
ACE2是新冠病*S蛋白的受体。
新冠病*入侵人体细胞示意图
新型冠状病*mRNA疫苗是将编码新冠病*刺突糖蛋白
(S蛋白,抗原蛋白)
的mRNA直接注射进入体内,能够在人体内合成S蛋白,通过模拟病*感染刺激机体产生抗体和记忆细胞:
区别于传统疫苗
(如灭活疫苗等)
,mRNA旨在将抗原的遗传信息引入人体
(而非抗原本身)
,以激发后续机体内的免疫反应,从作用机制上具有革命性突破意义。mRNA疫苗具备安全性强、免疫原性好、效率高、易大规模生产等优势。
虽然新冠mRNA疫苗有诸多优势,但其面临着运输、储存的巨大挑战。据报道,辉瑞公司的BNTb2疫苗需要在超低温环境中
(零下70℃)
储存,在2~8℃只能存储24小时,大大增加了运输及储存难度;而Moderna表示,mRNA-疫苗需要在零下20℃条件下储存,在2~8℃的条件下可稳定保存30天。因此,新冠mRNA疫苗的储存和分发仍有许多难题需要克服。
下图展示了mRNA疫苗在体内发挥作用的机制
,
共分成6个步骤:
1)注射的mRNA疫苗被抗原呈递细胞内吞,
2)mRNA进入胞质后
,
由核糖体翻译成蛋白质,翻译的抗原蛋白可以通过几种方式刺激免疫系统。
3)细胞内抗原被蛋白酶体复合物分解成较小的片段,片段通过主要组织相容性复合体(MHC)Ⅰ类分子在细胞表面展示给细胞*性T细胞
(
就是CD8+T细胞
)。
4)活化的细胞*性T细胞通过分泌溶细胞分子,如穿孔素
、
颗粒酶等杀死感染细胞。
5)此外
,
分泌的抗原可被细胞摄取,在内体内部降解,并通过MHCII类蛋白在细胞表面呈递给辅助性T细胞
(
就是CD4+T细胞
)。
6)辅助性T细胞通过刺激B细胞产生抗体,并通过炎性细胞因子激活吞噬细胞
,
如巨噬细胞
,
有利于循环病原体的清除。
mRNA如何被免疫细胞识别
?
主要组织相容性复合物
(
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