导读
过去几年中，mRNA疫苗在全球大流行中的优异表现引人注目，人类因为这项技术大大受益。科学家们发现这种“先进科技”也有望成为动物的守护者！随着研究的进展，mRNA疫苗在动物健康领域展现出令人期待的前景，尤其在突发性动物传染病中能快速响应。未来，科学家们希望这种技术能以低成本、研发迅速等优势保护动物健康，同时助力全球公共卫生安全。
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图片来源：Istock
从人类到动物的跨越
疫苗的故事可以追溯到18世纪，那时它们主要用于人类的传染病防控。然而，到20世纪后，疫苗技术才逐渐在动物领域生根发芽。不过，传统疫苗在动物防疫中依然面临不小的挑战，部分疾病（如非洲猪瘟）至今仍然缺乏有效疫苗，而新兴的传染病威胁则如影随形。随着mRNA疫苗在人类防疫中大放异彩，科学家们开始重新审视它在动物防疫中的潜力，期待它也能在关键时刻护卫动物健康。
mRNA疫苗先驱
谈到mRNA疫苗就会让人马上联想到Dr. Katalin Karikó，她的故事是一段与逆袭有关的科学传奇。她早年专注于mRNA技术，但当时几乎没人相信mRNA能用作疫苗的核心。她的经费申请屡次被拒，职位也遭降级，研究几乎难以为继。然而，她不放弃，坚持自己的研究，与医学家Dr. Drew Weissman合作找到了稳定mRNA的方法。2020年，Karikó的研究成果成为辉瑞和莫德纳疫苗的关键技术支撑。她的坚持拯救了无数生命，她的故事，也证明了信念和毅力可以创造奇迹。
mRNA疫苗的“超级优势”
传统疫苗，例如灭活疫苗或减毒活疫苗，依赖于对病毒的灭活或减弱，但这种方法费时且成本高。而mRNA疫苗却无需直接处理病毒本身，它只需将编码抗原的mRNA传递到宿主细胞，让宿主细胞自动“生产”抗原来激发免疫反应。这种高效模式不仅缩短了疫苗研发时间，还提升了安全性——mRNA不会整合到宿主基因组中，降低了可能的基因突变风险。
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mRNA疫苗的“简历”
最近，发表于《Veterinary Immunology and
Immunopathology》的研究综述探讨了mRNA疫苗平台在兽医领域中的角色。作者详细回顾了mRNA疫苗从1980年代到现代的技术进步，特别是脂质纳米颗粒（LNP）在疫苗递送中的突破性应用。此外，作者还讨论了以下几个要点：
1. 快速响应与安全性：mRNA疫苗相较传统疫苗在快速响应和安全性方面具有显著优势；
2. 增强稳定性的技术：通过添加5端帽子和3端多聚腺苷酸尾等方式显著提升mRNA疫苗的稳定性，确保其有效性；3. 递送系统的创新：采用LNP、聚合物纳米复合材料（Polymer-based nanomaterial）等递送技术保护mRNA不被降解，提高疫苗递送效率；4. 全面的免疫激发：mRNA疫苗不仅能引发抗体免疫，还可激活T细胞免疫反应，从而提供更全面的免疫防护；
早在2009年，科学家首次报告了一款针对FMDV设计的mRNA候选疫苗。只需单次注射500微克mRNA，便能有效激发猪体内抗体和细胞免疫反应。在进一步研究中，科学家们给小鼠注射了不同剂量的FMDV mRNA，结果显示，即便是低剂量组也有近70%的小鼠产生了高水平的中和抗体，并且抗体水平与剂量不完全相关。在FMDV免疫攻毒试验中，38%的小鼠抗体呈阳性且未被感染，表现出良好的保护效果。POWV是一种蜱传黄病毒，可对鹿和某些哺乳动物构成威胁。2018年，研究人员开发出了一种编码prM和E基因的mRNA候选疫苗，并选择LNP来递送。在实验中，科学家为小鼠注射了两剂mRNA，效果立竿见影：当小鼠暴露于致死性POWV后，免疫后的小鼠均存活，而对照组小鼠则无一幸免。此外，这款候选疫苗还展示了对其他蜱传黄病毒的交叉保护效果，为抗击更多蜱类传染病带来了新的希望。![]()
mRNA疫苗从设计到免疫反应的示意图（来源：参考文献[1]）
2020年，研究团队开发了一种基于PRV gD的mRNA候选疫苗。免疫小鼠在8周内表现出极高滴度的特异性IgG和高水平的中和抗体反应，特别是在第二次注射两周后，抗体水平显著升高。实验结果表明，95%的免疫小鼠在暴露于PRV后未表现出明显临床症状，显示出该候选疫苗的良好保护效果。针对PEDV，科学家们采用了委内瑞拉马脑炎病毒（VEEV）作为载体，巧妙地让mRNA在猪体内表达PEDV的刺突蛋白（S蛋白），激发母猪产生中和抗体，并将这份保护传递给她的仔猪。实验结果表明，该候选疫苗不仅有效减少了母猪的病毒排出量，还显著降低了哺乳期仔猪的死亡率。在针对H7N9和H9N2禽流感的研究中，科学家们利用壳聚糖纳米颗粒将HA2-HA1和M2e抗原包裹起来。实验结果表明，接种两剂mRNA的鸡在接触病毒后展现出更低的病毒载量和更强的免疫反应，充分证明了这款候选疫苗的有效性。在狂犬病毒的研究中，科学家们以gG蛋白为抗原，使用了自扩增mRNA疫苗技术开发出一款候选疫苗。注射mRNA后，大鼠在71天内可检测到持续的特异性抗体，这款候选疫苗在注射部位和淋巴结中展现了良好的安全性和持久性，为狂犬病的预防提供了新的希望。美国农业部（USDA）正在全力开发针对BRSV的mRNA疫苗，以应对幼牛呼吸道疾病传播的挑战。蛋白疫苗在实际的农场环境中可能效果有限，尤其是在面对多种压力和病原体时。为了解决这些问题，科学家正在探索一种更具成本效益的mRNA疫苗系统，希望找到更具热稳定性的mRNA，这样的设计更适用于农场接种。不仅能延长疫苗的有效期，还能提高其在多变环境中的稳定性，有助于在复杂农场条件下更好地防控BRSV感染。非洲猪瘟病毒（ASFV）和经典猪瘟病毒（CSFV）USDA还在积极研发针对ASFV和CSFV的自扩增mRNA纳米颗粒疫苗，该疫苗可编码20种来自ASFV和CSFV病毒蛋白，以诱导强效的免疫反应，力图为这两种猪瘟病毒提供多重保护，确保养猪业的健康和稳定。MSD公司通过其SEQUIVITY平台，能够根据SIV的变异需求定制化生产疫苗。研究结果显示，该疫苗在小鼠和猪中都能有效诱导抗体和细胞免疫，展现出良好的免疫保护效果。MDV是一种影响鸡只健康的肿瘤性疾病。科学家新开发的mRNA候选疫苗包含了MDV的两种抗原gB和phosphoprotein-38，研究发现，与对照组相比，该候选疫苗显著降低了肿瘤发生率、平均病变评分、法氏囊萎缩程度以及羽毛尖部的MDV载量，为控制MDV提供了新希望。广阔的应用前景
mRNA疫苗在人类健康领域的成功为兽医领域的疫苗研发带来了新机遇。面对牲畜和家禽行业的病毒威胁，mRNA疫苗可通过“Mosaic”策略提升效力，将多种病毒变种的抗原结合，以产生更广泛的免疫反应。比如从DNA疫苗中得到的灵感：含有GP5 Mosaic序列的DNA疫苗已显示出对猪繁殖与呼吸综合征病毒（PRRSV）变种的保护作用。非侵入性给药方式，如鼻内和气溶胶给药，可减少动物压力和接种成本，而口服自我定向毫米级治疗仪（SOMA）胶囊也展现了胃部精准递送mRNA的潜力。随着技术的进步，mRNA疫苗在兽医领域的应用有望提高畜禽健康水平，预防人畜共患疾病的传播，确保全球食品安全，并对公共卫生产生积极的深远影响。
参考文献：
[1] Fazel F, Doost J S, Raj S, et al. The
mRNA vaccine platform for veterinary species[J]. Veterinary Immunology and
Immunopathology, 2024: 110803.
