核酸疫苗研發(fā)態(tài)勢與發(fā)展建議

李愛花，楊雪梅，孫軼楠，苑亞坤，楊俊濤

（1.中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院醫(yī)學(xué)信息研究所，北京 100020；2.中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院，北京 100005）

一、前言

疫苗是人類防控傳染病及部分非傳染性疾?。ㄈ缒[瘤）的重要“武器”。疫苗接種作為有效的控制手段，已經(jīng)消滅了天花、脊髓灰質(zhì)炎等疾病，但未能有效防控人類免疫缺陷病毒（HIV）、瘧疾等對(duì)人類健康具有重大威脅的傳染病。一些新型傳染病，如傳染性非典型性肺炎、人感染高致病性禽流感、新型甲型流感病毒、埃博拉病毒、寨卡病毒等導(dǎo)致的感染，傳播速度快、致死率高，給居民生命健康帶來了極大威脅；全球尚未有治療上述疾病的特效藥，需要綜合采用多種不同類型的候選疫苗來進(jìn)行相應(yīng)疾病的控制和預(yù)防。因此，我國需要提前開展疫苗方面的研發(fā)布局與技術(shù)儲(chǔ)備，才能應(yīng)對(duì)潛在的重大挑戰(zhàn) [1,2]。

近年來，在傳統(tǒng)的減毒疫苗、滅活疫苗技術(shù)基礎(chǔ)上，采用生物化學(xué)合成、人工變異、分子微生物學(xué)、基因工程等現(xiàn)代生物技術(shù)，開發(fā)出了多種類型的新型疫苗，代表性的有基因工程亞單位疫苗、重組疫苗、病毒樣顆粒疫苗（VLP）、多糖結(jié)合疫苗、合成肽疫苗、基因工程載體疫苗、核酸疫苗（分為脫氧核糖核酸（DNA）疫苗、核糖核酸（RNA）疫苗）等。核酸疫苗盡管研究歷史較長，特別是DNA疫苗的研發(fā)可追溯到1990年 [3]，但相關(guān)工作并未獲得生物技術(shù)領(lǐng)域的足夠關(guān)注。當(dāng)前，全球新型冠狀病毒肺炎（COVID-19）疫情仍在持續(xù)，信使核糖核酸（mRNA）疫苗在疫情防控中發(fā)揮了較為重要的作用，因相較于傳統(tǒng)疫苗更加高效的特點(diǎn)而成為疫苗研發(fā)領(lǐng)域的關(guān)注熱點(diǎn)，也促進(jìn)了業(yè)內(nèi)對(duì)核酸疫苗的重新審視。有研究分析了冠狀病毒疫苗的研發(fā)態(tài)勢 [4]，發(fā)現(xiàn)在冠狀病毒疫苗研發(fā)中運(yùn)用較多的有核酸疫苗、病毒載體疫苗、蛋白亞單位疫苗等技術(shù)路線；梳理了針對(duì)COVID-19疫情的DNA疫苗、mRNA疫苗關(guān)鍵技術(shù)與產(chǎn)品研制進(jìn)展 [5,6]；綜述了mRNA疫苗的潛在生物學(xué)機(jī)制及在某些傳染病、腫瘤中的應(yīng)用情況 [7]。本文分析了DNA疫苗、RNA疫苗、結(jié)合疫苗、亞單位疫苗、病毒樣顆粒疫苗相關(guān)的科學(xué)引文索引（SCI）論文發(fā)表情況：核酸疫苗和其他新型疫苗在近20年來備受關(guān)注；RNA疫苗技術(shù)是2000年以來新興開展的研究方向，仍處于研究上升階段，且在2020年以來研究關(guān)注度得到顯著提升；DNA疫苗處于研究發(fā)展的成熟期，但2010 年之后研究熱度已呈現(xiàn)出下降趨勢（見圖1）。

圖1 新型疫苗研究論文發(fā)表趨勢

也要注意到，就已經(jīng)發(fā)表的核酸疫苗研究綜述論文來看，尚未對(duì)核酸疫苗的整體發(fā)展軌跡、DNA疫苗與RNA疫苗研發(fā)之間的關(guān)聯(lián)及演化等進(jìn)行比較分析，也未開展系統(tǒng)性的研究產(chǎn)出數(shù)據(jù)比對(duì)。針對(duì)于此，本文著重開展核酸疫苗的發(fā)展歷程梳理、應(yīng)用態(tài)勢分析、發(fā)展趨勢研判，提出我國核酸疫苗的發(fā)展建議，以期為相關(guān)研發(fā)布局和管理政策研究提供基礎(chǔ)性參考。

二、核酸疫苗技術(shù)概述

核酸疫苗也稱基因疫苗，將編碼某種抗原蛋白的外源基因（DNA或RNA）直接導(dǎo)入動(dòng)物體細(xì)胞內(nèi)（如以經(jīng)肌肉注射、微彈轟擊等方式），通過宿主細(xì)胞的表達(dá)系統(tǒng)合成抗原蛋白，誘導(dǎo)宿主產(chǎn)生對(duì)該抗原蛋白的免疫應(yīng)答，進(jìn)而達(dá)到預(yù)防和治療疾病的目的。根據(jù)主要成分的不同，核酸疫苗分為DNA疫苗、RNA疫苗，其中RNA疫苗主要指mRNA疫苗。

（一）DNA疫苗技術(shù)

DNA疫苗可分為不需要任何化學(xué)載體的“裸疫苗”、將編碼某種蛋白質(zhì)抗原的基因重組到真核表達(dá)載體后的DNA質(zhì)粒 [5]；直接或經(jīng)包裝后導(dǎo)入宿主體內(nèi)，被細(xì)胞（組織細(xì)胞、抗原遞呈細(xì)胞或其他炎性細(xì)胞）攝取，即可在細(xì)胞內(nèi)表達(dá)病原體的蛋白質(zhì)抗原，通過刺激機(jī)體產(chǎn)生細(xì)胞免疫和體液免疫反應(yīng)。

與傳統(tǒng)的蛋白質(zhì)疫苗相比，DNA疫苗的免疫原性受到抗原表達(dá)水平偏低的限制，在30多年的研發(fā)過程中人體臨床試驗(yàn)結(jié)果并不理想。新技術(shù)的引入有望進(jìn)一步提高DNA疫苗的功效，如通過密碼子優(yōu)化、基因修飾、佐劑和復(fù)雜的啟動(dòng)–促進(jìn)方案等來提高疫苗免疫原性，采用電穿孔、脂質(zhì)納米顆粒等更好的疫苗傳遞技術(shù)。

（二）mRNA疫苗技術(shù)

mRNA疫苗是在體外合成的含有編碼特定抗原的mRNA序列，被注射至體內(nèi)后，首先需要通過細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)；因mRNA序列結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定且細(xì)胞內(nèi)外含有較多核酸水解酶，需要特殊的保護(hù)措施來防止mRNA序列降解，還需兼顧跨膜的效率。mRNA疫苗通常以內(nèi)涵體的形式進(jìn)入細(xì)胞，釋放到細(xì)胞質(zhì)內(nèi)發(fā)揮作用；為避免過早降解，mRNA翻譯過程也需要一些工具的調(diào)節(jié) [8]。

當(dāng)前的mRNA疫苗主要有傳統(tǒng)mRNA疫苗、自我擴(kuò)增型mRNA疫苗兩種形式：前者的開放閱讀框（ORF）只含有編碼抗原的基因；后者的ORF不僅包含編碼抗原的基因，還包括RNA擴(kuò)增需要的非結(jié)構(gòu)蛋白，可使mRNA進(jìn)行擴(kuò)增并增加目的抗原的表達(dá)量。除了ORF之外，兩種疫苗均含有由5′ 端非翻譯區(qū)（5′ UTR）、3′ 端非翻譯區(qū)（3′ UTR）、5′ 端帽子結(jié)構(gòu)（Cap）、3′端多聚腺苷酸結(jié)構(gòu)（Poly-A），通過對(duì)mRNA的人工修飾，可增強(qiáng)mRNA穩(wěn)定性并提高mRNA翻譯的準(zhǔn)確性和效率，也可降低mRNA自身的免疫原性，提高安全性。

遞送載體對(duì)mRNA疫苗的穩(wěn)定性、翻譯效率同樣起著重要作用，可分為病毒載體、非病毒載體。病毒載體本身具有免疫原性，以之為載體可能會(huì)使機(jī)體產(chǎn)生干擾抗體，影響mRNA疫苗的功效。非病毒載體以脂質(zhì)體載體在mRNA疫苗的遞送中應(yīng)用最為廣泛，主要優(yōu)勢有：脂質(zhì)體呈囊狀，通過脂質(zhì)納米粒包裹mRNA的遞送技術(shù)，可將mRNA包裹在空腔中，避免接觸核酸水解酶以防止降解；脂質(zhì)體性狀與細(xì)胞膜相似，可促進(jìn)載體與細(xì)胞膜融合，提高mRNA進(jìn)入細(xì)胞的效率；脂質(zhì)體可促進(jìn)mRNA從內(nèi)涵體中釋放至細(xì)胞質(zhì)中，最終大幅提高mRNA在體內(nèi)的表達(dá)效率，易于量化生產(chǎn)，可應(yīng)用于批量生產(chǎn)疫苗。

（三）核酸疫苗的特征

與傳統(tǒng)的滅活疫苗、亞單位疫苗相比，核酸疫苗具有突出優(yōu)點(diǎn) [5,9]。就理論層面而言，核酸疫苗可以合成表達(dá)幾乎所有的蛋白質(zhì)抗原，為抗原設(shè)計(jì)提供了極大的靈活性；得益于數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，進(jìn)一步優(yōu)化現(xiàn)有抗原、設(shè)計(jì)獨(dú)立于天然基因、實(shí)現(xiàn)核酸疫苗的優(yōu)化和個(gè)性化，有可能成為現(xiàn)實(shí)。相關(guān)優(yōu)點(diǎn)有：①免疫保護(hù)力強(qiáng)，接種后蛋白質(zhì)在宿主細(xì)胞內(nèi)表達(dá)，直接與組織相容性復(fù)合Ⅰ類或Ⅱ類分子結(jié)合，同時(shí)引起細(xì)胞和體液免疫；②制備簡單，省時(shí)省成本，只需對(duì)編碼抗原的基因進(jìn)行設(shè)計(jì)和克隆，生產(chǎn)工藝和質(zhì)量控制體系可以通用，不隨抗原基因的改變而變化，不需體外蛋白質(zhì)表達(dá)和純化，在流行病暴發(fā)期可快速開發(fā)新的疫苗；③免疫應(yīng)答較持久，如19個(gè)月后仍可檢測到外源基因相當(dāng)數(shù)量的表達(dá) [10]；④同種異株交叉保護(hù)，選擇病原體的編碼保守蛋白的核酸序列作為疫苗，因其不會(huì)變異而對(duì)同一種病原產(chǎn)生交叉免疫；⑤兼具預(yù)防性和治療性功能，如在防治腫瘤應(yīng)用中，基因疫苗接種后可誘發(fā)機(jī)體產(chǎn)生細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞免疫應(yīng)答，對(duì)細(xì)胞的惡變進(jìn)行免疫監(jiān)視，對(duì)癌變的細(xì)胞產(chǎn)生免疫應(yīng)答；⑥易于儲(chǔ)存和運(yùn)輸，主要指DNA疫苗在室溫下相對(duì)穩(wěn)定。

核酸疫苗雖然有優(yōu)于傳統(tǒng)疫苗的諸多優(yōu)點(diǎn)，但也存在一些不足。一方面，DNA疫苗誘導(dǎo)產(chǎn)生的抗體，可能不是針對(duì)編碼的抗原，而是針對(duì)雙鏈質(zhì)粒DNA分子或mRNA本身，促使自身免疫性疾病的發(fā)展并導(dǎo)致機(jī)體產(chǎn)生免疫耐受，外源DNA有整合到宿主基因組的潛在風(fēng)險(xiǎn)；DNA疫苗在小動(dòng)物體內(nèi)可產(chǎn)生明顯的效果，但在大型動(dòng)物、人類體內(nèi)的免疫原性相對(duì)較低。另一方面，近年來興起的RNA疫苗具有與活病毒類似的免疫應(yīng)答機(jī)制、簡單快速的化學(xué)合成制備方法、良好的熱穩(wěn)定性、無整合和干擾基因組轉(zhuǎn)錄的風(fēng)險(xiǎn)等優(yōu)勢，但仍偶發(fā)原因不明的不良反應(yīng) [5,11]；篩選新抗原時(shí)重要的新抗原有可能被研發(fā)人員錯(cuò)過，被選中的反而是低效或脫靶的抗原，會(huì)導(dǎo)致潛在安全問題；突變克隆可能差異很大，因此很難確定產(chǎn)生足夠抗原免疫應(yīng)答的抗原需求量；在合成某些不常見序列、降低相關(guān)試劑生產(chǎn)成本方面仍存在障礙 [7]。

三、核酸疫苗研發(fā)軌跡和趨勢

（一）DNA疫苗研發(fā)相對(duì)成熟，mRNA疫苗研發(fā)嶄露頭角

核酸疫苗研究始于20世紀(jì)80—90年代，在經(jīng)過滅活疫苗、減毒疫苗、亞單位疫苗等多次疫苗變革后最終走向?qū)嶋H應(yīng)用。1990年，Wolff等構(gòu)建了外源性重組質(zhì)粒，注射入小鼠肌肉后可被細(xì)胞攝取并能在體內(nèi)穩(wěn)定地表達(dá)編碼蛋白 [3,10]。1991 年，Williams等發(fā)現(xiàn)外源基因輸入體內(nèi)的表達(dá)產(chǎn)物可誘導(dǎo)產(chǎn)生免疫應(yīng)答 [12]。1992年，Tang等發(fā)現(xiàn)外源質(zhì)粒的體內(nèi)表達(dá)能夠誘發(fā)機(jī)體產(chǎn)生針對(duì)表達(dá)基因產(chǎn)物的抗體反應(yīng)，產(chǎn)生特異性抗體標(biāo)志著基因疫苗概念的確立 [13]。1993年，Ulmer等將含有編碼甲型流感病毒核蛋白的重組質(zhì)粒注射到小鼠肌肉，質(zhì)?？捎行У乇Ｗo(hù)小鼠抵御流感病毒異源株的攻擊 [14]。此后的大量動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明，在適當(dāng)?shù)臈l件下，DNA進(jìn)入體內(nèi)能引起細(xì)胞免疫和體液免疫。1994年在日內(nèi)瓦召開的專題會(huì)議上將這種疫苗命名為核酸疫苗，后被稱為繼滅活疫苗和減毒疫苗、亞單位疫苗之后的“第三代疫苗”。

早 在1990年，Wolff 等[3]將 體 外 合 成 的mRNA經(jīng)肌肉注射至小鼠骨骼肌內(nèi)，發(fā)現(xiàn)在骨骼肌細(xì)胞內(nèi)有特定表達(dá)的蛋白質(zhì)生成并產(chǎn)生免疫反應(yīng)，展示了mRNA的治療潛力。然而，mRNA容易被無處不在的RNA酶降解，具有不穩(wěn)定的固有特點(diǎn)，一般認(rèn)為實(shí)用性較低，多年來mRNA疫苗及藥物研究進(jìn)展緩慢。隨著RNA穩(wěn)定技術(shù)、遞送系統(tǒng)的發(fā)展，近年來RNA疫苗技術(shù)得到進(jìn)一步發(fā)展，如德國美因茨大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)針對(duì)不同黑色素瘤患者，研發(fā)了含有多種腫瘤新抗原的個(gè)性化mRNA疫苗 [15]。從整體趨勢來看，DNA疫苗技術(shù)研究處于穩(wěn)中有降的狀態(tài)；RNA疫苗步入上升期，自2014 年起相關(guān)論文數(shù)和專利申請(qǐng)量增長明顯（見圖1、圖 2）。RNA疫苗的研發(fā)技術(shù)趨于完善，基本滿足了COVID-19疫情對(duì)快速高效疫苗的需求，在2020年兩款RNA疫苗有效性迅速得到驗(yàn)證后，研究熱度明顯超過其他類型（見圖1）。

圖2 DNA疫苗和RNA疫苗專利申請(qǐng)數(shù)量的變化趨勢

值得指出的是，在2020年以前，國家級(jí)研究基金資助的RNA疫苗研究明顯少于DNA疫苗。國家自然科學(xué)基金委員會(huì)（NSFC）、美國國立衛(wèi)生研究院（NIH）是世界各國資助核酸疫苗研究最多的機(jī)構(gòu)，資助產(chǎn)生的DNA疫苗研究論文占DNA疫苗論文總量的80%~90%，資助產(chǎn)生的RNA疫苗研究論文約為DNA疫苗的1/10。

（二）COVID-19疫情促進(jìn)mRNA疫苗研究提速

在2020年以前，雖有多項(xiàng)核酸疫苗研發(fā)進(jìn)入臨床Ⅲ期試驗(yàn)，但都以失敗告終，世界范圍內(nèi)沒有人用核酸疫苗上市；僅有7種獸用DNA疫苗獲批上市，用于預(yù)防馬西尼羅病毒感染的West Nile-Innovator DNA是世界首個(gè)獲準(zhǔn)上市的DNA疫苗。

COVID-19疫情暴發(fā)后，對(duì)疫苗的需求顯著推動(dòng)了核酸疫苗的研發(fā)進(jìn)程，相關(guān)疫苗方案有超過20%為核酸疫苗類型。截至2021年6月30日，核酸疫苗產(chǎn)品已有707項(xiàng)，一年半時(shí)間內(nèi)的新增產(chǎn)品較之前24年總量增長了18%，有394項(xiàng)產(chǎn)品（含356項(xiàng)DNA疫苗、38 項(xiàng)RNA疫苗）已終止研發(fā)。目前，仍處于活躍研發(fā)階段的疫苗產(chǎn)品有313 項(xiàng)（含190 項(xiàng)DNA疫苗、123 項(xiàng)RNA疫苗），其中約10%的產(chǎn)品處于藥物發(fā)現(xiàn)階段，約88%的產(chǎn)品處于臨床前或臨床研究階段；2 項(xiàng)產(chǎn)品因經(jīng)費(fèi)或數(shù)據(jù)問題處于中止?fàn)顟B(tài)，1 項(xiàng)產(chǎn)品處于預(yù)注冊(cè)階段，2 項(xiàng)mRNA產(chǎn)品（mRNA-1273、BNT162b2）已通過緊急授權(quán)上市使用。

自2020年以來，新啟動(dòng)開發(fā)的核酸疫苗產(chǎn)品，有66項(xiàng)（約占60%）為針對(duì)COVID-19開發(fā)，其中44項(xiàng)為mRNA疫苗。目前在研的COVID-19預(yù)防性mRNA疫苗有41項(xiàng)，COVID-19預(yù)防性DNA疫苗有23項(xiàng)。另外，針對(duì)流感病毒、HIV病毒、乙肝病毒、寨卡病毒及其他病毒感染，腫瘤等非感染性疾病開展研究的疫苗有44項(xiàng)。mRNA疫苗從啟動(dòng)研發(fā)到上市應(yīng)用僅耗時(shí)1年，大大突破了通常情況下疫苗研發(fā)8~10年上市的周期，這為新發(fā)突發(fā)傳染病快速獲取預(yù)防性疫苗帶來了新希望。

（三）各國核酸疫苗產(chǎn)品研發(fā)態(tài)勢不均衡

從核酸疫苗專利申請(qǐng)表征產(chǎn)品研發(fā)強(qiáng)度的角度看，美國在DNA疫苗和RNA疫苗領(lǐng)域均處于領(lǐng)先位置（見圖3、表1），且自2015年起明顯傾斜于RNA疫苗；德國近10年的mRNA疫苗研發(fā)顯著增加。因此，美國、德國具備較好的mRNA疫苗研發(fā)技術(shù)儲(chǔ)備，在COVID-19疫情暴發(fā)后能夠迅速研發(fā)mRNA疫苗并保持領(lǐng)先態(tài)勢。美國、德國的COVID-19 mRNA疫苗產(chǎn)品數(shù)量分別占世界mRNA疫苗產(chǎn)品數(shù)量的10%、5%。

鑒于RNA疫苗研發(fā)風(fēng)險(xiǎn)較高，我國在新型疫苗研發(fā)方面偏重技術(shù)較為成熟的亞單位疫苗、病毒載體疫苗、DNA疫苗等。近20年來，我國在DNA疫苗領(lǐng)域的研發(fā)具有較強(qiáng)實(shí)力，專利申請(qǐng)量僅次于美國，但RNA疫苗研發(fā)相對(duì)滯后（見表1、表2、圖3）。但在COVID-19疫情暴發(fā)之后，鑒于RNA疫苗的良好應(yīng)用潛力，我國高度重視并及時(shí)布局RNA疫苗研發(fā)，相關(guān)專利申請(qǐng)量已超越德國成為世界第二大RNA疫苗研發(fā)國（見圖3）。也要注意到，我國核酸疫苗研發(fā)產(chǎn)品數(shù)量增速慢于專利申請(qǐng)數(shù)量，需要比先發(fā)國家以更長時(shí)間才能體現(xiàn)出技術(shù)向產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化。目前，我國主導(dǎo)的DNA、RNA疫苗產(chǎn)品的研發(fā)數(shù)量分別約占世界的2%、9%。

表1 核酸疫苗主要專利申請(qǐng)國家的分布情況

表2 核酸疫苗產(chǎn)品主要研究發(fā)起國家/地區(qū)的分布情況

圖3 核酸疫苗專利申請(qǐng)趨勢

（四）感染和腫瘤是核酸疫苗的主要應(yīng)用方向

從基礎(chǔ)性研究論文來看，核酸疫苗研發(fā)主要針對(duì)高致病性病毒（HIV、丙型肝炎病毒（HCV）、寨卡病毒、西尼羅病毒等）、腫瘤（如宮頸癌、前列腺癌、乳腺癌等），研究內(nèi)容涉及疫苗結(jié)構(gòu)及制備、免疫機(jī)制、有效性、安全性/毒性等。

核酸疫苗產(chǎn)品應(yīng)用方向同樣以病毒感染、腫瘤預(yù)防與治療為主。病毒主要有流感病毒、乙型肝炎病毒（HBV）、HCV、HIV、SARS-CoV-2等，腫瘤主要有乳腺腫瘤、黑色素瘤、膠質(zhì)母細(xì)胞瘤、非小細(xì)胞肺癌、卵巢腫瘤、前列腺腫瘤等。還有少量的核酸疫苗用于免疫疾病、神經(jīng)/精神疾病、糖尿病視網(wǎng)膜病變等非傳染性疾病的防治。與其他應(yīng)用方向不同，針對(duì)COVID-19的疫苗以mRNA疫苗為主，且相關(guān)疫苗的成功上市帶動(dòng)了流感病毒感染疫苗研發(fā)更多轉(zhuǎn)為mRNA疫苗方向（見表3、圖4）。

圖4 部分病毒核酸疫苗研發(fā)產(chǎn)品比較

表3 核酸疫苗產(chǎn)品預(yù)防或治療疾病類型分布情況

四、核酸疫苗發(fā)展建議

核酸疫苗特別是mRNA疫苗，在臨床方面的成功應(yīng)用顯著增強(qiáng)了對(duì)新發(fā)傳染病的反應(yīng)和控制能力，從刺激人體自身免疫反應(yīng)的角度考慮則顯著增強(qiáng)了治療經(jīng)典和重新出現(xiàn)傳染病與腫瘤的能力。惟有從技術(shù)研發(fā)、安全監(jiān)管、前瞻布局方面共同發(fā)力，才能較好解決核酸疫苗的技術(shù)成熟度、安全性等問題，從而有效應(yīng)對(duì)急性傳染病暴發(fā)，推動(dòng)疫苗從預(yù)防性應(yīng)用拓展至治療性應(yīng)用，為人類健康、經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展創(chuàng)造更大價(jià)值。

（一）技術(shù)發(fā)展建議

1.改良目的基因表達(dá)

核酸疫苗研究已進(jìn)入精準(zhǔn)設(shè)計(jì)階段，應(yīng)用保護(hù)組學(xué)分析、結(jié)構(gòu)疫苗學(xué)、合成生物學(xué)等交叉學(xué)科技術(shù)，創(chuàng)新研究思路，預(yù)測靶標(biāo)/靶點(diǎn)，進(jìn)行新抗原再設(shè)計(jì)；通過優(yōu)先使用優(yōu)勢密碼子并避免使用稀有密碼子、甲基化堿基等方式，改造骨架或添加免疫刺激序列優(yōu)化目的基因；對(duì)質(zhì)粒載體的啟動(dòng)子、增強(qiáng)子、內(nèi)含子等轉(zhuǎn)錄調(diào)控元件進(jìn)行優(yōu)化，提高外源基因的表達(dá)。

2.完善遞送系統(tǒng)

對(duì)于將外源性DNA導(dǎo)入靶細(xì)胞，為克服常規(guī)方式的質(zhì)粒轉(zhuǎn)染效率低、在人體內(nèi)難以引起有效免疫效果的問題，采取新型物理或化學(xué)方法來提高外源性DNA對(duì)細(xì)胞的轉(zhuǎn)染效率，如電穿孔、基因槍、生物噴射器（無針注射）、微針陣列等。對(duì)于mRNA疫苗，除了基于脂質(zhì)納米顆粒等載體進(jìn)行遞送外，探索脂質(zhì)體運(yùn)載、聚合物運(yùn)載、脂質(zhì)體聚合物納米遞送平臺(tái)等新方式，實(shí)現(xiàn)高效包載并保護(hù)mRNA不被RNA酶降解。

3.提高免疫應(yīng)答

加入免疫佐劑是增強(qiáng)機(jī)體對(duì)抗原的免疫應(yīng)答或改變免疫應(yīng)答類型的有效途徑。除了細(xì)胞因子、趨化因子、信號(hào)分子、模式識(shí)別受體配體等免疫佐劑類型外，開展純化體外轉(zhuǎn)錄mRNA研究，在mRNA分子中引入修飾性的核苷基團(tuán)或形成mRNA-載體分子復(fù)合物，優(yōu)化編碼mRNA的核心序列，提高翻譯效率，延長mRNA半衰期，達(dá)到調(diào)節(jié)mRNA免疫刺激性的目的。

4.增強(qiáng)mRNA穩(wěn)定性及易存性

深入開展保持mRNA疫苗活性及保存期的研究，通過對(duì)DNA模板上的5′ UTR、3′ UTR區(qū)域序列、Poly-A尾，體外轉(zhuǎn)錄時(shí)的Cap、核苷三磷酸（NTP）等合成mRNA元件進(jìn)行設(shè)計(jì)，或利用分離和純化技術(shù)來優(yōu)化mRNA，提高mRNA的穩(wěn)定性和翻譯效率。進(jìn)一步改進(jìn)遞送系統(tǒng)，采用高效的mRNA遞送載體來顯著改善mRNA疫苗的穩(wěn)定性和翻譯效率。研究在凍結(jié)條件下與載體分子復(fù)合的mRNA儲(chǔ)存效果，延長疫苗的保存期 [16]。

（二）行業(yè)政策建議

1.嚴(yán)格監(jiān)管核酸疫苗的安全性和有效性

盡管核酸疫苗在COVID-19疫情中因其高效快速的特點(diǎn)而得到國外監(jiān)管機(jī)構(gòu)破例批準(zhǔn)上市，但該類疫苗技術(shù)的長期效果仍需進(jìn)一步驗(yàn)證。在疫苗研制企業(yè)得出有效性、短期安全性的前提下，建議我國監(jiān)管機(jī)構(gòu)仍應(yīng)嚴(yán)格依據(jù)審批制度，穩(wěn)妥推動(dòng)在傳統(tǒng)疫苗已經(jīng)上市條件下核酸疫苗的過渡使用，力求逐步完善長期安全性驗(yàn)證問題。鑒于核酸疫苗在COVID-19疫情之前都未曾正式獲批人體使用的實(shí)際情況，對(duì)于在疫情防控特殊情境下加速獲批的人用核酸疫苗，我國監(jiān)管機(jī)構(gòu)應(yīng)保持高度關(guān)注并持續(xù)跟蹤，以準(zhǔn)確掌握核酸疫苗的長期安全性、研發(fā)投入與綜合產(chǎn)出效益。

2.注重技術(shù)研發(fā)的前瞻布局并促進(jìn)轉(zhuǎn)化

核酸疫苗作為新型疫苗，相關(guān)技術(shù)仍處于不斷完善的過程中，在疫苗結(jié)構(gòu)、遞送、免疫原性、穩(wěn)定性等方面仍存在一些問題。面對(duì)傳染病疫情對(duì)安全有效疫苗的亟需，國外優(yōu)勢機(jī)構(gòu)及時(shí)調(diào)整研發(fā)重心，在mRNA疫苗研發(fā)方面取得了階段性重大突破。建議我國行業(yè)管理機(jī)構(gòu)在此領(lǐng)域堅(jiān)持前瞻性思維和問題導(dǎo)向，在把握成熟研發(fā)方向的同時(shí)，面向亟待解決問題（傳染病防控、腫瘤治療）開展前瞻布局，穩(wěn)妥處置、積極扶持有關(guān)核酸疫苗的高風(fēng)險(xiǎn)研究；積累和打牢基礎(chǔ)技術(shù)儲(chǔ)備，注重技術(shù)轉(zhuǎn)化與應(yīng)用效能，形成產(chǎn)品批量生產(chǎn)能力，穩(wěn)步提升我國疫苗研發(fā)綜合實(shí)力。