日前，北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院魏文勝課題組在Cell雜志上在線發(fā)表題為“Circular RNA Vaccines against SARS-CoV-2 and Emerging Variants”的研究論文。
魏文勝團(tuán)隊(duì)首先建立了體外高效制備高純度環(huán)狀RNA的技術(shù)平臺(tái)，針對(duì)新型冠狀病毒及其變異株，設(shè)計(jì)了編碼新冠病毒刺突蛋白（Spike）受體結(jié)構(gòu)域（RBD）的環(huán)狀RNA疫苗。
該項(xiàng)研究中制備的針對(duì)新冠病毒德?tīng)査儺愔甑沫h(huán)狀RNA疫苗（circRNARBD-Delta）對(duì)多種新冠病毒變異株具有廣譜保護(hù)力。
新冠病毒circRNA疫苗研發(fā)示意圖
首創(chuàng)環(huán)狀RNA制備平臺(tái)
作為近幾年興起的突破性醫(yī)學(xué)技術(shù)，mRNA疫苗的基本原理是通過(guò)脂納米顆粒（LNP）將mRNA導(dǎo)入體內(nèi)來(lái)表達(dá)抗原蛋白，以刺激機(jī)體產(chǎn)生特異性免疫反應(yīng)。2019年底新冠肺炎疫情（COVID-19）暴發(fā)后，針對(duì)性的mRNA疫苗（ModernamRNA-1273; Pfizer/BioNTechBNT162b2）在多種疫苗類型中脫穎而出。mRNA疫苗的修飾及遞送技術(shù)均產(chǎn)生于國(guó)外機(jī)構(gòu)，制約了我國(guó)mRNA疫苗及其治療技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，因此亟需發(fā)展新型、高效的疫苗技術(shù)。
與線性的mRNA不同，環(huán)狀RNA分子呈共價(jià)閉合環(huán)狀結(jié)構(gòu)，不含5’-Cap和3’-polyA結(jié)構(gòu)；且不需要引入修飾堿基，其穩(wěn)定性高于線性RNA。但是RNA的環(huán)化方法、純化策略尚不成熟，其潛在的免疫原性對(duì)疫苗研發(fā)的影響并不清楚，諸多未知因素制約著環(huán)狀RNA的研發(fā)應(yīng)用。
魏文勝團(tuán)隊(duì)首先建立了體外高效制備高純度環(huán)狀RNA的技術(shù)平臺(tái)，針對(duì)新型冠狀病毒及其變異株，設(shè)計(jì)了編碼新冠病毒刺突蛋白（Spike）受體結(jié)構(gòu)域（RBD）的環(huán)狀RNA疫苗。
實(shí)驗(yàn)證明，該疫苗可以在小鼠和恒河猴體內(nèi)誘導(dǎo)產(chǎn)生高水平的新冠病毒中和抗體以及特異性T細(xì)胞免疫反應(yīng)，并可以有效降低新冠病毒感染的恒河猴肺部的病毒載量，顯著緩解新冠病毒感染引起的肺炎癥狀。
CircRNA疫苗接種在小鼠和恒河猴體內(nèi)提供了顯著性保護(hù)
環(huán)狀RNA疫苗的優(yōu)勢(shì)
一系列的對(duì)比評(píng)估表明，與mRNA疫苗相比，circRNA疫苗具有以下特點(diǎn)或優(yōu)勢(shì)：
1）circRNA具有更高的穩(wěn)定性，可以在體內(nèi)產(chǎn)生更高水平、更加持久的抗原；
2）circRNA疫苗誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生的中和抗體比例更高，可以更有效地對(duì)抗病毒變異，降低疫苗潛在的抗體依賴增強(qiáng)癥（ADE）副作用；
3）circRNA疫苗誘導(dǎo)產(chǎn)生的IgG2/IgG1的比例更高，表明其主要誘導(dǎo)產(chǎn)生Th1型保護(hù)性T細(xì)胞免疫反應(yīng)，可以有效降低潛在的疫苗相關(guān)性呼吸道疾病（VAERD，Vaccine-associated enhanced respiratory diseases）副作用。
CircRNA疫苗的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)（相比于mRNA疫苗）
有效中和奧密克戎毒株
在新冠病毒奧密克戎突變株被世界衛(wèi)生組織列為值得關(guān)注的變異株（Variants of Concern，VOC）后，研究團(tuán)隊(duì)緊急啟動(dòng)了針對(duì)該突變株的環(huán)狀RNA疫苗研發(fā)。在獲得病毒序列信息的30天內(nèi)，完成了從疫苗生產(chǎn)、小鼠免疫到有效性評(píng)估的全流程。
研究發(fā)現(xiàn)，基于奧密克戎變異株的環(huán)狀RNA疫苗（circRNARBD-Omicron）的保護(hù)范圍狹窄，其誘導(dǎo)產(chǎn)生的抗體只能夠中和奧密克戎變異株。而針對(duì)德?tīng)査儺愔暝O(shè)計(jì)的環(huán)狀RNA疫苗（circRNARBD-Delta）則可以在小鼠體內(nèi)誘導(dǎo)產(chǎn)生廣譜的中和抗體，有效中和包括奧密克戎株在內(nèi)的多種新冠變異株。
針對(duì)新冠病毒德?tīng)査儺愔暝O(shè)計(jì)的circRNARBD-Delta疫苗是一種具有廣譜保護(hù)力的候選疫苗
以上結(jié)果表明，針對(duì)新冠病毒德?tīng)査儺愔暝O(shè)計(jì)的circRNARBD-Delta疫苗是具有廣譜保護(hù)力的新冠病毒肺炎候選疫苗，該研究也為針對(duì)當(dāng)前新冠變異株迅速傳播的疫苗研發(fā)和接種策略提供了參考依據(jù)。同時(shí)，該項(xiàng)平臺(tái)型技術(shù)的建立在感染性疾病、自身免疫病、罕見(jiàn)病以及癌癥的預(yù)防或治療中具有廣泛的應(yīng)用前景。
北京大學(xué)魏文勝課題組博士后璩良、博士研究生伊宗裔和沈勇為論文共同第一作者。本項(xiàng)研究獲得了眾多合作實(shí)驗(yàn)室的鼎力支持和幫助，包括北京大學(xué)謝曉亮教授/曹云龍研究員課題組，中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院/北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院王健偉教授課題組，中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院醫(yī)學(xué)生物學(xué)研究所彭小忠教授課題組，中國(guó)食品藥品檢定研究院王佑春課題組及黃維金課題組。
該研究項(xiàng)目得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)及面上項(xiàng)目、北京市科委生物醫(yī)學(xué)前沿創(chuàng)新推進(jìn)項(xiàng)目、北京未來(lái)基因診斷高精尖創(chuàng)新中心、北大-清華生命科學(xué)聯(lián)合中心以及傳染病防治國(guó)家科技重大專項(xiàng)的基金支持。
璩良獲2020年度國(guó)家“博新計(jì)劃”基金支持。
破譯生命密碼，編輯底層藍(lán)本
他致力于前沿生物技術(shù)的研究
為人類疾病治療創(chuàng)造更多可能
在新冠肺炎全球大流行之際
魏文勝教授攜團(tuán)隊(duì)制備的環(huán)狀RNA疫苗
對(duì)多種新冠病毒變體展現(xiàn)出廣譜保護(hù)力
為疫苗研發(fā)和接種策略提供了參考依據(jù)
魏文勝：北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院教授、北京大學(xué)生物醫(yī)學(xué)前沿創(chuàng)新中心研究員、北大-清華生命科學(xué)聯(lián)合中心研究員、北京大學(xué)基因組編輯研究中心主任以及中國(guó)遺傳學(xué)會(huì)基因組編輯分會(huì)副主任。教育背景為北京大學(xué)生物化學(xué)理學(xué)學(xué)士，密西根州立大學(xué)遺傳學(xué)博士以及斯坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)院博士后。獲得包括談家楨生命科學(xué)創(chuàng)新獎(jiǎng)、北京市留學(xué)人員創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)特別貢獻(xiàn)獎(jiǎng)、北京市先進(jìn)工作者、中國(guó)科技部創(chuàng)新人才推進(jìn)計(jì)劃科技創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才等獎(jiǎng)勵(lì)。
