【学习笔记】编码RBD的mRNA疫苗或优于Spike全长？

2022年4月15日iScience上发表清华大学刘万里团队的文章“RBD trimer mRNA vaccine elicits broad and protective immune responses against SARS-CoV-2 variants”，团队设计构建了一款基于Wuhan-Hu-1株的新冠RBD三聚体mRNA疫苗，在SARS-CoV-2易感小鼠模型（K18-hACE2）上表现出对野毒株和当前主流变异株良好的保护效果。除了对RBD三聚体疫苗的设计和制剂方案的描述，文章中系统的免疫学评价实验及数据分析方案也非常值得学习。原文传送

1.抗原设计、mRNA-LNP制剂

研究团队采用非复制性型的mRNA疫苗策略，除了包含5’Cap、5’UTR、3’UTR和Poly(A) tail外，仅编码目的抗原。文章共设计了3款开放阅读框（open reading frame，ORF），分别为原始全长Spike（GenBank: MN908947.3），原始RBD（Asn331-Lys529）及在RBD的C端通过2个GGGS linker连接了Foldon sequence（折叠序列，GYIPEAPRDGQAYVRKDGEWVLLSTFLG）的三聚体RBD。其mRNA-LNP制剂方法引用了艾博公司的mRNA疫苗的技术路线，即可电离脂质：DSPC：胆固醇：PEG=50：10：38.5：1.5，mRNA缓冲液为20mM pH4.0的柠檬酸缓冲液，醇相和水相体积比为1：2。mRNA-LNP候选疫苗的平均粒径大小在75-110nm之间，包封率均>95%。

2.结合抗体和中和抗体水平

结合抗体方面，三款候选疫苗均可诱导产生针对SARS-CoV-2 S trimer及D614假毒较高水平的结合抗体，其中RBD-trimer较另外两组效果更好，native spike组和native RBD组诱导产生的结合抗体水平无显著性差异。

研究团队在评价中和抗体水平时，将针对当前流行的变异株假毒中和抗体—B.1.1.7，B.1.351，P.1，B.1.617.2与针对WT D614G的中和抗体水平进行比较，以评价候选疫苗针对不同毒株的诱导中和抗体水平能力。结果表明， RBD trimer与native RBD组针对变异株的中和抗体水平较WT影响较小，变异株B.1.1.7及B.1.351的中和抗体水平甚至高于WT。但native spike组对四种变异株的中和抗体水平相对降低更明显，尤其是B.1.351及B.1.617.2。WT D614及B1.351活病毒中和抗体评价也表现出相似的结果，即RBD组诱导产生针对变异株的中和抗体能力要优于spike组。

3.mRNA疫苗诱导细胞免疫应答分析

生发中心 B 细胞（Germinal center B cells，GCBCs）、记忆 B 细胞（Memory B cells，MBCs）和长寿浆细胞（Long-lived plasma cells，LLPCs）的时空协调、生发和分化是疫苗研发的重要检测项目。为了研究 RBD 三聚体 mRNA 疫苗诱导广泛和有效的中和抗体反应能力的细胞基础，研究人员进行了 RBD 特异性 IgG+ GCBCs、MBCs和/或 LLPCs在小鼠腹股沟淋巴结、脾脏和骨髓动力学研究。

从整体结果来看，三聚体RBD mRNA疫苗组在多个组织中诱导这几类B细胞能力能力更强，其次是native RBD，但这些结果仍有一些值得讨论和学习之处。

（1） 三聚体RBD组诱导产生腹股沟淋巴结的RBD特异性GC细胞比例较native RBD组高，但native RBD组诱导脾分离得到的特异性GC细胞比例明显提升，甚至在Day10和Day21比三聚体RBD组效果更好，在Day35无显著差异。

（2） 从细胞动力学来看，尽管在Day28加免了第二针，三聚体RBD组诱导腹股沟淋巴结和脾中的GC细胞分别在Day21和Day35达到峰值，并随后降低，至Day105三组已无显著性差异，均处于较低水平，但特异性的记忆B细胞在Day105时仍保持较高比例。

（3） RBD 三聚体组具有CD4+T细胞偏向性，可能是其较高中和抗体水平的原因。

（4） 很重要的一点：在本文中，三聚体RBD诱导中和抗体水平最高，但CD8+T水平最低；相反，Native spike组中和抗体水平最低，但CD8+T细胞水平最高。