近日，由首都醫科大學生物醫學工程學院、啟辰生生物科技有限公司、北京快舒爾醫療技術有限公司、神州細胞有限公司、北京工商大學、美國德克薩斯州立大學獸醫學生物醫學科學院、中國疾控中心病毒所等多家單位聯合發表預印本論文，題為“A Highly Efficient Needle-Free-Injection Delivery System for mRNA-LNP Vaccination against SARS-CoV-2”（一種高效的無針注射遞送系統助力mRNA-LNP疫苗接種對抗新冠病毒）。文章探索了不同mRNA疫苗接種方式針對新冠Omicron變異株誘導中和抗體的水平以及序貫加強接種的效果，以期為后疫情時代新冠mRNA疫苗的設計和臨床應用起到指導作用。北京工商大學輕工科學技術學院生物與醫藥領域特聘教授毛山宏教授為文章第一兼通訊作者。

值得關注的是，這全球范圍內首次報道采用無針注射（NFI）對動物模型進行新冠mRNA-LNP（納米脂質顆粒）疫苗接種的案例，研究引入了無針注射裝置，并將其與新冠病毒刺突蛋白的mRNA-LNP疫苗進行有機結合，推出了一套全新的疫苗遞送系統。與傳統的有針注射（NI）相比，這種疫苗接種方式可顯著增強疫苗的免疫原性，同時mRNA—LNP表現出來的穩定性和易存儲等特點彰顯了其在實際運用中的強大優勢。

疫苗穩定性顯著提高

本研究涉及的mRNA-LNP疫苗制劑來自啟辰生生物科技有限公司是在北京市科委醫藥創新品種及平臺培育重點項目“新冠納米LNP-mRNA疫苗凍干制劑中試放大工藝研發”（課題編號：Z211100002521025）的支持下研發，已達到中試放大生產能力。該制劑采用自主知識產權的可電離陽離子脂質C2，二硬脂酰磷脂酰膽堿，膽固醇和聚乙二醇衍生化磷脂組成的脂質納米顆粒（Lipid Nano-particle，LNP）對mRNA序列進行包裹，配合用作抗氧化劑的蔗糖分子，構建出了完整的mRNA-LNP疫苗。

本研究所采用的mRNA-LNP疫苗通過專門的設計，突破了高壓會對LNP結構造成破壞這一技術難題，使之可用于無針注射。試驗數據顯示，注射后mRNA-LNP顆粒的粒徑大小、多分散性指數、包封率和電勢等理化參數均在正常范圍內，無顯著波動；且冷凍電鏡下的直觀成像也表明顆粒無明顯結構損傷變化。

mRNA-LNP凍干顆粒的溫度和貯存穩定性方面，在2-4℃和低溫保存的儲存條件下都展示出了良好的長期穩定性，其中4℃穩定性不低于6個月，體現出其在實際運用中的強大優勢。相比于普通疫苗，凍干型的疫苗性質穩定，便于儲存，可在常規冷鏈條件下貯存與運輸；此外，其還具有生產成本較低，產生抗體速度快等優勢。

疫苗免疫原性顯著提高

為了評估無針注射對于免疫原性的影響，研究團隊對新西蘭兔進行兩次mRNA-LNP疫苗免疫，結果顯示，無針組采集的動物血樣對Omicron BA.5活病毒的滴度顯著高于有針組，這些數據表明，無針注射能夠明顯提升該疫苗的免疫原性。由于BA.5變異株成為時下關注度最高的VOCs毒株，研究人員根據mRNA-LNP疫苗的技術路線在BA.5變異株S蛋白序列的基礎上設計制造了BA.5-LNP疫苗，并用BA.5-LNP疫苗對上述組別的新西蘭兔進行了第三針免疫，隨后無論是無針組還是有針組采集的血樣對BA.5活病毒的滴度均提升至了平臺期。進一步的ACE2競抑試驗表明，第三針注射的BA.5-LNP疫苗使新西蘭兔體內的BA.5特異性中和抗體濃度提升到了接種第三針前的3.70倍。而第三針皮下給藥誘導出的抗體對BA.5假病毒的中和滴度明顯高于肌肉注射。試驗數據表明，mRNA-LNP疫苗作為加強針使用可誘導廣譜交叉中和反應，顯示出其良好的免疫原性特征。

同時，無針注射器產生的高速射流則能促進mRNA-LNP顆粒的分散，由此增加其在皮下和肌肉組織的彌散分布能力，以提供更快的吸收和與免疫細胞更充分的接觸，繼而產生更好的免疫原性。

與mRNA-LNP疫苗的測試結果相同，無論是對新西蘭兔進行新冠滅活疫苗還是重組蛋白疫苗注射，兩次免疫后無針組表現出的免疫原性都強于有針組。同時第三針異源免疫的BA.5-LNP疫苗也明顯增加了各實驗樣本體內的BA.5特異性中和抗體滴度。

論文作者在結論中寫道：在使用無針注射裝置遞送mRNA-LNP疫苗的研究過程中，我們發現并闡明了一些重要的現象。

動物試驗顯示：無針注射相較于有針注射，能夠使疫苗發揮出更好的免疫原性，測試疫苗包括mRNA-LNP疫苗、滅活疫苗、重組蛋白疫苗；Omicron BA.5特異的mRNA-LNP疫苗可以作為有效的加強針選擇，增強抗Omicron免疫亞型的病毒中和能力，無論在此之前接種的是滅活，重組蛋白還是mRNA新冠疫苗；在一次免疫中，將疫苗劑量分為多等分，于不同部位進行無針注射，將更有助于疫苗發揮效力，這一發現或可作為未來疫苗免疫接種的優選方式；經過優化的無針注射系統能夠很好配合mRNA-LNP顆粒的穩定釋放，為其在其他類型疫苗和藥物上的應用打開了探索的大門。

疫苗接種在預防重癥、死亡等方面仍具有良好的效果，老年人等脆弱人群，感染新冠病毒以后容易發展成重癥、危重癥甚至死亡，接種新冠疫苗的獲益最大。本研究通過頭對頭數據比較，探索并初步驗證了mRNA-LNP疫苗無針注射劑型，對當前流行的新冠病毒變異株的保護效力，藥與械相配合的穩定性、便利性和可行性，具有良好的臨床應用價值和前景。為進一步促進新冠疫苗的研發與應用提供了新的思路和解決方案。

近幾年，學校及輕工科學技術學院積極參與北京市“兩區”及重點發展領域的建設的探索，引育結合，創新學生教育實踐培養方式，全面推進高水平研究型大學和生物與醫藥專業學位點的建設。