《Nature Communications》：深圳大学团队打造猴痘四价mRNA疫苗，甘露糖LNP递送、小鼠攻毒实现完全保护【图解】

◆ 文献简介

先补两句常识
LNP（脂质纳米颗粒）是可电离脂质自组装的纳米囊：酸性条件下带正电、把带负电的mRNA"电性络"进内核，入胞后在内体的酸性环境里发生构型变化、帮助核酸逃逸到细胞质——这也是为什么LNP的"电离脂"是整支处方的灵魂。树突状细胞（DC）则是最强的抗原提呈细胞，相当于免疫系统的"教官"：它吞下抗原后把碎片"展示"在MHC分子上，同时递给T细胞和B细胞，才能同时点燃抗体与细胞免疫两条防线——疫苗mRNA送进DC，正是为了这一步。甘露糖是DC表面C型凝集素受体的"识别糖"，本作的LNP正是贴了这个门牌，让快递"送货上门"而非到处乱敲门。

图1 设计与体检：四张mRNA、一箱甘露糖LNP
第一步问"疫苗长什么样"。团队体外转录（IVT）制得四种密码子优化mRNA：AALI（A35R+A29L+L1R+IFN-α，GSAGSAG柔性肽串联）、AAL（A35R+A29L+L1R）、单IFN-α对照与RFP报告基因，全部在N端加分泌信号肽让抗原分泌出胞。AlphaFold 3结构预测确认三个抗原结构域与IFN-α互不遮挡、无空间位阻。为什么挑这三个抗原？A29L/A35R/L1R来自介导全身传播的IMV形态颗粒，覆盖病毒"出圈"传播的关键门面。制备端：甘露糖LNP包封mRNA后，TEM下球形、分散均匀，DLS测粒径100–120 nm、PDI（多分散系数，越接近0粒径越整齐）低，包封效率约95±3.1%。安全与功能同样在图1交代：各浓度LNP对HeLa/RAW264.7细胞活力无影响；BMDC（骨髓来源树突细胞）经AALI处理48 h后CD80、CD86、MHC I/II显著上调且超过AAL组——"教官"被成功催熟（图1）。

图2 抗体成绩单：滴度冲破检测上限327,680
探针认不认病毒，血清说了算。BALB/c小鼠0/14/28天三针、末针后14天采血，ELISA对clade I与clade II来源的A29L、A35R、L1R六个重组抗原，AALI与AAL组总IgG滴度全部>327,680（终点稀释上限）；对牛痘病毒A27L、A33R也达81,920与>327,680——正痘病毒中央基因保守，抗体跨种"认亲"。SPR（表面等离子共振，实时测结合强度）给出亲和力精度：AALI诱导抗体对clade II A29L/A35R/L1R的KD为2.35×10⁻⁹、8.40×10⁻⁸、6.0×10⁻⁸ M，纳摩级结合；clade I三抗原1.7×10⁻⁸–6.4×10⁻⁹ M，牛痘A27L也有2.23×10⁻⁷ M。功能层面，活病毒中和（PRNT）中位数滴度AALI 1:900、AAL 1:300——IFN-α模块把中和再抬高三倍。抗体分泌细胞（ASC）ELISpot第49天达峰：AALI组AAL/A29L/A35R特异性ASC为69±6、134±8、161±7个/百万，约为AAL的1.4倍；第100天A29L特异性ASC仍显著高于基线。翻译成白话：不仅抗体又多又亮，生产抗体的"工厂"还长期驻扎（图2）。

图3 细胞免疫：Th1/Th2齐动员、CTL会杀敌
抗体防感染，T细胞清感染，这一步看"细胞免疫是否到位"。为什么疫苗评价要盯CD4/CD8？CD4⁺辅助T细胞相当于"指挥部"（Th1推炎症与细胞免疫、Th2帮B细胞产抗体），CD8⁺细胞毒T细胞（CTL）相当于"狙击手"，直接杀死已被病毒感染的细胞——抗体只能拦截"在外的病毒"，CTL才能清除"入内的工厂"。免疫后14天脾细胞流式：AALI/AAL/IFN-α显著驱动CD4⁺与CD8⁺T增殖，LNP与PBS组无此效应；ELISpot上IFN-γ（Th1型）与IL-4（Th2型）分泌细胞双双显著升高，AALI>AAL；血清细胞因子IL-4、IL-6、IL-13、TNF-α、IFN-γ全线上涨。CFSE高低双标记杀伤实验让A35R预处理细胞与BSA预处理细胞"同框竞技"（双色强度标记两类靶细胞，混注后只数谁被杀），12小时后疫苗脾细胞精准裂解前者——抗原特异性CTL实锤（图3）。

图4 攻毒大考：25%体重掉vs"毫发无损"
保护效力才是终局判分。为什么选鼻内攻毒？呼吸道接种既还原人际飞沫/密切接触的传播路径，又让肺成为可定量化靶器官，病毒载量、体重、生存曲线三个维度互证。三针后3周鼻内攻毒：clade IIb MPXV流行株SZTH42/SZTH41（4×10⁵ FFU，焦点形成单位）或牛痘天坛株（8×10⁴ FFU）。对照组小鼠体重一路下探、降幅超25%（这个量级已接近实验动物人道终点），疫苗组仅第2天短暂可逆下降后回升，生存曲线完整；焦点形成法定量肺内感染性病毒、qPCR测E9L病毒拷贝：感染第4天疫苗组已显著低于对照，第7天继续骤降而对照组还在攀升——CTL接管清除的证据。肺HE病理对照鲜明：LNP组肺泡出血、支气管上皮脱落、炎细胞满视野，疫苗组肺泡结构完好。多色免疫荧光（病毒抗原A35R黄/CD8⁺T绿/巨噬细胞F4/80红）定量互证：A35R信号锐减、效应细胞浸润格局正常化。牛痘天坛株攻毒同样被保护——一支疫苗，双病毒防身（图4）。

图5 单细胞全景图：44,333个脾细胞的"战时 census"
为了看清疫苗把免疫系统训练成了什么样，团队对AALI与LNP对照脾做10× scRNA-seq（单细胞转录组测序，逐个细胞读基因表达）+TCR/BCR双组库测序（读取每个淋巴细胞的抗原受体序列）：共获得44,333个细胞，UMAP分出11大类群（B、CD4⁺/CD8⁺T、DC、单核、NK、浆细胞、造血于细胞、红系、内皮、中性粒），以经典marker（Cd79a、Cd3d/e、Cd8a、Siglech、Nkg7、Mzb1等）注释。免疫后7天，AALI组浆细胞比例显著高于对照（P<0.05），单核与DC比例呈上升趋势——抗体工厂与抗原提呈部队同时扩容。这是猴痘mRNA疫苗领域首张单细胞分辨率的脾脏免疫地图（图5）。

图6 B细胞与BCR库：克隆扩增刻进基因使用偏好
2.3万余个B细胞细分6亚群：初始滤泡B（Ighd⁺Sell⁺）显著收缩，浆细胞与边缘区B扩张。GO/KEGG富集指向MHC-I加工提呈、内质网蛋白加工、TLR/NOD样受体通路与"病毒应答"——B细胞进入抗体量产状态。重链同种型上IGHG占比升高、IGHD/IGHM回落，类别转换实锤。BCR组库：>77%细胞检测到BCR；AALI组多克隆（clone≥2）比例高于对照，Top20优势克隆多在疫苗组；V(D)J使用偏好出Ighv1-19、Ighv3-1、Ighv9-3与Igkv1-135，免疫后Ighv1-5、Igkv1-110过代表，Ighv1-72、Ighv8-4、Igkv8-34克隆扩增为AALI独有。剔除两组共有序列后，疫苗特有的IGH CDR3 motif"YAMDYW""CARGGY""GYYYF"浮出。翻译成白话：不是B细胞"都在努力"，而是特定克隆被点名扩军，武器图纸上留下了疫苗专属的签名（图6）。

图7 T细胞与TCR库：细胞毒军备+专属CDR3 motif
1.1万余个T细胞分出7亚群（Th1/Th2/Th17/CD8效应/Treg/初始等），AALI组Th1、Th2、Th17与CD8效应比例上升；GO富集锁定"负调控病毒转录""防御应答""T细胞分化调控"；CD8效应T的细胞毒基因Nkg7、Gzma、Gzmb、Klrk1、Klrd1、Ctsw、Cst7与干扰素应答特征集体上调，CD8亚群还富集"白细胞迁移"——精准奔袭感染灶的预备动作。>80%细胞有配对TCR信息，AALI组TCR克隆扩增明显，Trav7d-2、Trbv13-3、Trbv29过代表、Traj15/Trbj1-1偏好使用；共有序列剔除后的疫苗特有TRA motif"CALSEG""GGNNKKLTF"与TRB motif"SSGGGGNT"，为T细胞免疫显性表位研究留下了线索（图7）。

研究总结
本研究交付了一款"设计-递送-验证-机制"四环闭合的猴痘mRNA疫苗：AALI/AAL三价抗原覆盖IMV传播关键分子、IFN-α内嵌自佐剂、甘露糖LNP以约95%包封率的100–120 nm颗粒靶向DC；小鼠免疫产生>32万滴度抗体、纳摩级亲和力与1:900中和价，Th1/Th2/CTL三路齐发；鼻内攻毒clade IIb MPXV与牛痘均获保护，肺内病毒清零、病理完好；单细胞组库则把克隆扩增与V(D)J偏好写进了分子底稿。对正痘病毒家族而言，"高度保守的中央基因组"意味着这套抗原与平台可以换装升级应对天花乃至新发正痘病毒——换一串序列、贴一个配体，就是下一支疫苗的故事。

◆ 关于纳米医学网（舜纳纳米）

本文的两大支柱——多价mRNA抗原设计与甘露糖靶向LNP递送——正是纳米医学网（Sunlipo Biotech，www.med-nanotech.com）的服务主线：脂质体与LNP递送系统构建、核酸药物递送设计（mRNA疫苗处方开发）、磷脂-PEG-靶分子偶联物（甘露糖/RGD等配体修饰）、粒径电位/TEM/包封率表征与临床前免疫评价，一站式覆盖"设计→制备→表征→动物验证"全链条。

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参考资料：https://doi.org/10.1038/s41467-025-61699-w
全文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-025-61699-w
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