背景
肠道病毒如轮状病毒是全球儿童肠胃炎和死亡的主要诱因，现有减毒活疫苗虽有效果，仍存在生产难题、中低收入国家效力降低及罕见不良反应等问题。近年来mRNA疫苗凭借快速开发、适配病原体突变以及无活病毒感染风险等优势，成为肠病毒疫苗的潜在方向，但其肠外接种（皮下/肌内）仅能诱导微弱的肠道黏膜免疫，无法形成抵御肠病毒的第一道防线。
近日，中科院化学所与大连理工大学团队在《Science Translational Medicine》发表重要研究，开发出搭载维甲酸受体（RAR）激动剂他米巴罗汀（Am80）的脂质纳米颗粒（Am80-LNP）平台，实现肠外肌肉接种mRNA疫苗可诱导强效肠道黏膜免疫，在新生小鼠模型中成功抵御轮状病毒感染，为胃肠道病毒疫苗研发提供通用型解决方案。
期刊 Science Translational Medicine
IF值 14.6
DOI 10.1126/scitranslmed.adw6105
本文所用报告基因Cy5-Fluc mRNA(R1010)以及蛋白酶抑制剂(K1007)由APExBIO提供。
核心创新：Am80-LNP的功能设计
黏膜免疫核心是诱导肠道特异性免疫球蛋白A（IgA）抗体和归巢至肠道的抗原特异性T/B细胞，其中CCR9和α4β7肠道归巢受体的表达是淋巴细胞向肠道迁移的关键。天然RAR激动剂ATRA虽能诱导该类受体表达，但稳定性差，而人工合成的Am80作为RARα选择性激动剂，稳定性更高、脱靶效应更少，为解决这一难题提供突破口。
研究团队创新性将Am80整合至临床批准的SM102-LNP体系，构建可共递送mRNA和Am80的Am80-LNP平台，一举实现mRNA递送效率提升、肠道归巢受体增加以及淋巴节点靶向增强等功能突破，且能适配ALC-0315、MC3等多种可电离脂质，是通用型LNP平台。
图1 Am80-LNP设计及适配多种可电离脂质
关键实验数据
体外实验中，Am80-LNP可显著上调活化CD8⁺T细胞、CD4⁺T细胞的CCR9和α4β7表达，对B细胞也能诱导α4β7表达（图2 B-C），且无需有机溶剂溶解，解决了游离Am80的溶解性问题。体内淋巴细胞示踪实验显示，经CFSE标记后，Am80-LNP组小鼠的肠系膜淋巴结（MLNs）、派尔集合淋巴结（PPs）和小肠中，CFSE⁺阳性细胞比例显著高于SM102-LNP组和PBS组（图2 E-G），且迁移的淋巴细胞以B细胞、CD4⁺T、CD8⁺T细胞为主（图2 H-I），其中表达肠道归巢受体的CFSE⁺T细胞比例大幅提升（图2 J-K），证实Am80可有效编程淋巴细胞的肠道归巢特性。
图2 Am80-LNPs促进淋巴细胞的肠道归巢受体表达，驱动其向肠道组织迁移
在C57BL/6小鼠中，Am80-LNP皮下接种后，20 μg OVA mRNA剂量下小肠OVA特异性CD8⁺T细胞数量较SM102-LNP提升3.4倍（图3 B），粪便OVA特异性IgA滴度提升7.7倍（图3 C），还能在呼吸道、生殖道黏膜诱导IgA表达。机制上，Am80-LNP可在肠系膜淋巴结诱导生发中心B细胞和滤泡辅助性T细胞(TFH)反应，使小肠IgA抗体分泌细胞和记忆B细胞分别提升1.7倍和6.4倍（图3 D-G）。
系统性免疫方面，Am80-LNP呈现剂量依赖性调控特征：低剂量（1 μg mRNA）下血清IgG滴度高于SM102-LNP组（图3 J），高剂量（20 μg）则低于SM102-LNP（图3 M）组，表明Am80可能对免疫稳态具有调节作用。同样在1 μg mRNA低剂量下，Am80-LNP组与SM102-LNP组相比IgG1和IgG2a无效价差异，而20 μg高剂量时IgG1效价无差异，但Am80-LNP组IgG2a效价降低，表明促炎性辅助性T细胞1型（TH1）应答减弱（图3 N-O），实现免疫平衡。综合结果，20 μg剂量的Am80-LNP可诱导系统性抗体及细胞免疫应答，同时促进肠道IgA和CD8⁺T细胞应答。
图3 Am80-LNP在皮下免疫接种后可触发黏膜免疫应答
团队采用轮状病毒敏感的新生BALB/c小鼠模型，接种编码轮状病毒WI61株VP4、VP6、VP7的三价Am80-LNP（2 μg mRNA），结果显示疫苗安全性良好，无小鼠体重下降（图4 C）。粪便中可检测到WI61特异性IgA，且可交叉识别Wa株轮状病毒，具备广谱防护潜力（图4 D-E）。攻毒后，Am80-LNP组小鼠死亡率为0，腹泻发生率仅36%，持续时间仅0.8天，而SM102-LNP组腹泻发生率100%，持续时间3.3天（图4 J）。攻毒后第1天的粪便样本VP4基因Cq值显著高于对照组，表明病毒量大幅减少，尽管1天后Am80-LNP与SM102-LNP组病毒脱落量相当（图4 K），但上述Am80-LNP保护效果更佳，这表明早期IgA介导的黏膜免疫可减轻疾病严重程度。
图 4 Am80-LNP可保护新生小鼠免受轮状病毒攻击
最后在免疫体系与人类更接近的巴马小型猪中，肌内接种三价Am80-LNP后，血清中WI61特异性IgG与SM102-LNP相当，而肠道灌洗液中WI61特异性IgA以及VP6特异性IgA滴度较SM102-LNP提升9.8倍（图5 C）。肠系膜淋巴结中IFN-γ分泌细胞数量显著增加（图5 G），小肠中IFN-γ⁺CD4⁺T、CD8⁺T 细胞分别提升1.5倍和1.7倍（图5 H-I），证实Am80-LNP在大动物中仍能有效诱导肠道黏膜细胞免疫和体液免疫，为临床转化奠定关键基础。
图5 Am80-LNP可诱发巴马小型猪的全身性及肠道黏膜免疫应答
小结
本研究打破肠外疫苗无法诱导有效黏膜免疫的传统认知，通过Am80与LNP的整合设计，实现促进肠道归巢受体表达-淋巴细胞肠道迁移-黏膜免疫激活-肠病毒防护的完整免疫链条。该平台兼具通用性、安全性和可转化性，适配多种脂质和抗原mRNA，可拓展至诺如病毒等其他胃肠道病毒，为黏膜病原体疫苗研发提供全新技术路线，具有重大科学价值和临床转化意义。
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