Comirnaty-COVID-19 mRNA vaccine

核酸疗法的出现标志着精准医疗进入了全新纪元，这类疗法包括通常直接递送的反义寡核苷酸（ASO）与小干扰RNA（siRNA），以及通常采用脂质纳米颗粒（LNP）包裹的信使RNA（mRNA）。尽管这些疗法为基因调控或表达提供了精准手段，但它们可能引发不必要的先天性和/或适应性免疫反应-这些反应可能无显著影响，也可能对治疗效果和/或患者安全产生不利影响。 2025年11月，包含Bayer、Boehringer Ingelheim、Abbvie、Roche、Sarepta、Pfizer、GSK、BMS在内的多家知名药企的科学家组成的创新与质量联盟（IQ Consortium）核酸免疫原性工作组在Nucleic Acid Therapeutics杂志上发表了名为"Immunogenicity Risk Assessment for Nucleic Acid Therapeutics: A Comprehensive Evaluation for ASO, siRNA, and Nonvaccine mRNA/LNP Therapies by the IQ Consortium"综述性文章，重点探讨了核酸疗法中各组分如何影响其免疫原性潜力，并提出了通过早期开发阶段优化产品设计来降低风险的策略。同时，该研究构建了全面的免疫原性风险评估框架，可针对具有不同免疫原性后果的核酸疗法类型，有效制定个性化的临床检测方案。当预期影响极小时，建议采用简化监测策略，而存在安全隐患时则需进行全面检测。总体而言，这些建议能确保在充分评估免疫原性风险的前提下，将安全有效的核酸疗法惠及患者。 本文涉及的核酸疗法包括反义寡核苷酸（ASO）、小干扰RNA（siRNA）及非疫苗类信使RNA（mRNA）等多种形式。这些基于核酸的基因调控或蛋白质替代疗法虽作用模式各异，但共同点在于均需避免免疫反应。核酸疗法具有不同于传统小分子或生物制剂的免疫原性特征：小分子通常被认为无免疫原性，仅极少数可能引发过敏免疫反应；而蛋白质疗法存在固有免疫原性风险，需严格监测其诱发适应性免疫反应（主要导致抗药抗体产生）的潜力。核酸疗法需建立全新评估框架，因其可能同时诱发先天性与适应性免疫反应，导致细胞因子释放、T细胞活化及抗体形成。不同核酸形式的疗效与安全性受免疫反应影响程度各异：对于无LNP载体的siRNA或基因沉默类ASO，免疫原性可能不影响核心疗效，但注射相关反应会降低患者耐受性；而治疗性蛋白表达若引发免疫反应，则可能直接影响疗效与安全性。因此，开展免疫原性风险评估对制定差异化监测策略至关重要。 工作小组重点探讨了风险评估在核酸疗法免疫原性管控中的核心价值，系统梳理了不同RNA形式的潜在风险，并通过体外测试与产品设计优化提供早期风险控制实践指南。同时，文章建立了基于风险评估的临床检测策略体系，并规划了申报资料中免疫原性风险评估内容的整合路径。 核酸疗法引发的非预期免疫反应 核酸疗法可能诱发先天性免疫反应，表现为超敏反应、输注相关反应或注射部位反应，其症状包括发热、疲劳，极少数情况下可能出现严重过敏反应。核酸识别是先天免疫系统抵御微生物感染的重要机制，这一被称为"核酸感知"的过程可由免疫细胞和非免疫细胞中的模式识别受体介导。这些受体在细胞定位（内体或胞质）和配体特异性方面存在差异：Toll样受体3、7、8、9和13定位于内体，可识别核酸的不同结构或序列特征--例如TLR3能结合双链RNA，TLR7可被未修饰的siRNA激活；而胞质内重要的RNA特异性受体包括DExD/H-box解旋酶家族中的MDA5和RIG-I，其中RIG-I可识别含5′-三磷酸或5′-二磷酸的平末端双链RNA。 模式识别受体激活后，通过转录因子NF-κB和干扰素调节因子核转位，诱导IL-1、IL-6、TNF-α及IFN-I等细胞因子产生。这种先天免疫激活还可对适应性免疫产生佐剂效应：虽然抗ASO和siRNA的抗药抗体形成机制尚未完全阐明，但已有证据表明TLR通过MyD88依赖通路激活NF-κB促进炎症因子表达，间接增强炎症小体信号并参与B细胞诱导；TLR3/4激活的TRIF通路则能促进适应性免疫应答。值得注意的是，浆细胞样树突状细胞通过TLR7/9激活产生的I型干扰素可上调MHC I表达（激活CD8+T细胞）及抗原呈递细胞上的MHC II表达（激活CD4+Th细胞）。 核酸从胞外递送至胞质作用位点的过程中，内体逃逸引发的膜损伤本身即是一种细胞危险信号，可导致促炎因子释放。此外，LNP中的可电离脂质能独立激活先天免疫系统--阳离子脂质可刺激TLR2/4，无RNA载体的空载LNP也能诱导IL-1β释放，表明脂质本身即可激活炎症小体。 先天免疫激活的另一维度涉及补体系统：含硫代磷酸酯和2′-O-甲氧乙基修饰的ASO可激活补体级联通路的替代途径。这种补体激活具有剂量依赖性、瞬时性特征，但持续激活可能消耗清除免疫复合物所需的关键蛋白C3，导致血管炎症。最新研究表明LNP介导的补体激活参与体外观察到的细胞因子释放。 LNP中的聚乙二醇组分可能引发双重免疫反应：由于聚乙二醇在日常化妆品中广泛存在，人群中预存抗聚乙二醇抗体阳性率较高。虽然抗聚乙二醇抗体主要通过T细胞非依赖机制（B细胞受体直接被聚乙二醇重复结构交联）产生，其后果包括通过吞噬作用加速LNP的血浆清除现象，以及可能触发补体激活相关假过敏反应。尽管在快速解离聚乙二醇-脂质的LNP中尚未观察到该现象，但罕见情况下预存抗聚乙二醇免疫球蛋白E抗体可能引起过敏反应。 对于mRNA/LNP或剪接转换寡核苷酸疗法，表达的转基因蛋白可能引发适应性免疫激活，包括T细胞反应和抗转基因蛋白抗体（文中统称为抗药抗体）的产生。这些蛋白质的氨基酸序列中存在的T细胞表位可能通过HLA II限制性呈递激活CD4+T细胞，进而促进抗药抗体产生。此外，由于转基因蛋白最初在细胞内表达，HLA I限制性表位可能激活细胞毒性CD8+T细胞，导致细胞杀伤、疗效丧失和组织损伤。需特别关注的是，当转基因蛋白存在内源性同源物时，中和性抗药抗体的交叉反应可能引发自身免疫表型；而对于细胞内表达的转基因蛋白，细胞毒性T细胞反应才是主要风险。同样，使用自我扩增RNA时，胞内表达的病毒RNA聚合酶理论上可能通过MHC-I呈递激活细胞毒性T细胞。除治疗中新产生的适应性免疫外，对核酸疗法中任何蛋白质组分都需考虑预存抗体的潜在影响。 已上市产品的临床观察数据 该文对核酸疗法在非临床和临床研究中观察到的先天性与适应性免疫原性事件进行了全面分析。在六种ASO中，有三种采用每周皮下注射（每例患者200-300 mg，即3-4 mg/kg）的方案。这些药物均观察到高抗药抗体发生率（30%-70%）、宽范围抗体滴度、轻中度注射部位反应（50%-99%）以及补体因子C3消耗。而每月皮下注射0.6 mg/kg的GalNAc-ASO则表现出较低的抗药抗体发生率（37%）和注射部位反应率（7%），提示降低剂量与给药频率可改善注射部位反应，但对抗药抗体发生率影响有限。鞘内注射（剂量低10倍）也呈现相似趋势。 总体而言，抗药抗体形成会减缓血浆清除并提高谷浓度，但对达峰浓度或给药后24小时内测定的药时曲线下面积（反映抗核酸抗体有限临床影响的关键参数）无显著影响。基于模型的群体药代动力学及群体药代动力学/药效学建模方法可用于量化免疫原性对暴露量、疗效及安全性的影响。值得注意的是，包括补体消耗与血小板减少在内的不良事件主要与每周大剂量ASO给药方案相关。 表1. 已上市核酸产品临床免疫原性概览 每周静脉注射30-80 mg/kg的磷酰二胺吗啉代寡聚物（PMO）类剪接转换寡核苷酸表现出显著较低的免疫原性，仅出现罕见轻度注射部位反应，且未检测到抗药抗体。其中一款剪接转换寡核苷酸产品在3.13%患者中引发抗转基因蛋白抗体，但未影响细胞内转基因蛋白水平。其余三款表达相同胞内蛋白及一款表达其他胞内蛋白的剪接转换寡核苷酸，均未检测或未研究其抗体形成情况。 每月皮下注射2.5-284 mg/kg或每六月注射低于10 mg/kg的GalNAc-siRNA表现出较低的抗药抗体发生率（1%-6%），轻中度注射部位反应（4.1%-32.5%）通常在3-6日内消退。值得注意的是，尽管给药剂量更高，延长给药间隔（每3或6个月）可使注射部位反应发生率降至10%以下，且抗体不影响药代动力学或疗效。 对于静脉注射0.3 mg/kg的siRNA/LNP，观察到短暂的低水平抗聚乙二醇抗体（3.6%），未影响药代动力学、疗效或安全性。目前尚不确定LNP中快速解离的低分子量聚乙二醇是否会导致不良事件。尽管Comirnaty与SpikeVax疫苗接种后发现抗聚乙二醇抗体水平升高，但未观察到显著影响且过敏反应率维持低位。其他开发中的脂LNP也未见显著抗聚乙二醇抗体形成。尽管存在这些不确定性，卫生监管机构仍要求保持对抗聚乙二醇抗体的警戒与监测。 总体而言，抗核酸抗体尚未显现临床意义，而降低剂量与减少给药频率虽显著改善（但未完全消除）导致早期上市产品停药的注射部位反应。鉴于目前仅针对两种转基因的剪接转换寡核苷酸临床经验有限，且尚无获批的非疫苗类mRNA疗法，迄今观察到的免疫原性对转基因蛋白影响极微。但生物治疗领域的丰富经验提示，仍需谨慎进行风险评估、防控与监测。 免疫原性风险评估 免疫原性风险评估概念最初为生物药而建立，现已拓展至核酸疗法等。其核心三步曲包括：风险因素识别、对疗效/安全性潜在影响的评估、以及风险监测与防控策略制定（图1）。如FDA与EMA等监管机构建议，通过多学科团队在研发早期启动并持续更新评估，可推动合理产品设计及风险管控，实现非临床与临床研究的定制化监测，必要时制定风险缓解计划。该评估既能支持对免疫原性影响有限疗法采用简化监测方案，也能提示需加强监测的风险点及监管咨询必要性。 免疫原性风险评估不同于整体获益-风险评估，后者通过权衡整体治疗获益与所有风险（包括但不限于免疫原性），结合疾病严重程度与替代疗法可及性进行综合判断。例如对于危及生命且缺乏替代疗法的疾病，包括免疫原性在内的治疗风险可能更易被接受；反之当免疫原性影响疗效与安全性时，在非危及生命情境中可能更易考虑终止治疗。免疫原性风险评估应纳入提交监管机构的免疫原性综合摘要（图2）。根据FDA建议，新药临床试验申请中需提供评估报告及免疫原性检测范式的科学依据。最新FDA寡核苷酸指南强调应对所有结构组分（包括载体、修饰骨架、寡核苷酸序列及药物可能产生的新表位）进行免疫原性评估，建议实施体液反应分层检测策略，并适时评估先天免疫系统激活情况，这些建议已在近期白皮书中得到进一步补充。 图1. 免疫原性风险评估流程包括风险因素识别、潜在诱发免疫反应的评估及其临床后果分析，从而有助于制定针对性的风险控制与监测策略。 图2. 免疫原性风险评估在药物开发中的作用示意图。该评估既是提交监管机构免疫原性综合摘要的组成部分，也是整体获益-风险评估的重要环节。 免疫原性风险评估（IRA）首先需要识别与核酸（NA）疗法各组分相关的所有潜在免疫原性（IG）风险因素，随后评估这些因素引发免疫激活的可能性及其对疗效和/或安全性的影响（图1）。在缺乏临床数据的情况下，可借鉴类似疗法、既往项目及文献资料进行评估。与其他治疗模式类似，免疫原性风险因素可分为产品相关、工艺相关、患者相关和治疗相关四大类别（表2）。 产品相关风险包括：核酸类型（如ASO、siRNA；线性、环状或自我扩增mRNA）、碱基组成、核苷修饰、偶联物（如GalNAc）以及可能诱导先天免疫反应的双链RNA（dsRNA）的存在。对于LNP制剂，关键考量因素包括：可电离脂质的选择（可能激活先天免疫）、聚乙二醇（PEG）的存在，以及基于蛋白质的靶向模块的使用（后两者可能诱导抗药抗体的形成）。对于基于mRNA的疗法和剪接转换寡核苷酸（SSOs），还必须考虑与转基因蛋白表达相关的免疫原性风险，包括蛋白序列来源、与内源性同源蛋白的相似性，以及蛋白表达模式（分泌型、细胞内型或跨膜型），以评估是否需要关注ADA的形成和/或细胞毒性T细胞反应。 表2. 核酸疗法免疫原性风险因素概览 工艺相关风险主要源于生产过程中引入的杂质，包括来自LNP递送系统的杂质或内毒素污染。对于通过合成制备、长度较短的ASO和siRNA，需要评估结构相关或非相关的截短产物，以及起始原料来源的杂质，以了解其潜在免疫原性。相比之下，mRNA通过体外转录制备、长度更长且通过LNP递送，通常具有更复杂的杂质谱，包括残留质粒DNA模板、酶、游离核苷酸、双链RNA、mRNA合成不完全产物（包括未加帽RNA），以及空载或含杂质的LNP。这些污染物可能引发先天免疫反应，因此目前已开发多种检测、避免或去除这些杂质的技术。在评估转基因蛋白时，与细胞系生产的具有非人源翻译后修饰的生物药不同，mRNA表达的转基因蛋白具有内源性翻译后修饰，这可能会降低免疫原性风险。 患者相关风险与生物药相似，包括疾病状态、免疫状态（自身免疫、炎症或免疫抑制）及既往治疗史。此外，还需考虑预存抗药抗体（如抗聚乙二醇抗体、抗转基因蛋白抗体或抗核酸抗体），这些抗体可能降低疗效并增加不良免疫反应风险。评估蛋白质组分（如转基因蛋白或LNP中的蛋白质靶向模块）时，需考虑患者的遗传背景及对内源性蛋白的免疫耐受程度，后者通常取决于该蛋白在相关患者群体中的丰度。与内源性蛋白序列完全同源通常会降低引发适应性免疫反应的风险，而序列差异或多态性可能增加风险。当抗药抗体靶向蛋白组分时会出现安全性问题：交叉反应性抗体对内源性蛋白的功能中和可能诱发自身免疫表型，尤其当该蛋白具有独特功能时会加重患者病情。携带转基因蛋白无效突变的患者更易产生适应性免疫反应，可能影响治疗成功。若既往同源蛋白替代治疗未引发抗体形成，则该风险可能较低。 治疗相关风险在单次给药与长期治疗间存在差异：一次性疗法引发的免疫原性对疗效和安全性的影响通常小于长期疗程，且需要不同的风险管控策略。给药途径也会影响免疫原性风险特征，例如心肌直接注射mRNA未观察到先天免疫激活。对于全身给药，免疫抑制联合用药可能进一步降低风险。 总体而言，核酸疗法的免疫原性特征受多重因素影响，涉及先天性免疫、细胞免疫和体液免疫。其后果可能包括：对药代动力学、药效/疗效或安全性影响甚微；引发轻度输注相关反应；甚至导致严重超敏反应（如假性过敏或过敏反应）。涉及转基因表达或靶向蛋白的疗法可能存在的免疫原性问题包括：T细胞介导的组织炎症或损伤、疗效丧失（对危及生命的疾病而言属于安全性问题），以及潜在自身免疫表型的发生。 免疫原性风险控制与管理策略 完成对免疫原性风险因素的全面评估后，需制定风险管理计划。不同研发阶段的风险控制措施各有侧重：在早期研究阶段（候选分子筛选前），评估重点在于产品相关风险（包括分子设计及作用机制），此时仅能考量部分患者与治疗相关风险（如疾病/免疫状态及预期治疗方案），而工艺相关风险尚无法评估。在此阶段开展评估，可通过改进产品设计（如引入化学修饰）和选择免疫原性风险最低的候选分子实现前瞻性风险控制。进一步措施包括采用靶向递送技术，通过特异性递送系统将核酸疗法定向至特定组织或细胞，从而最小化全身暴露及广泛免疫激活。此外，还应基于人群免疫状态及潜在基础疾病，谨慎选择不易引发免疫反应的适治人群。 进入临床开发前，评估范围应扩展至所有风险类别（产品、工艺、患者及治疗相关风险），并据此制定分析监测策略，以便全面评估患者实际免疫原性特征。此时可实施进一步风险控制措施，包括采用免疫抑制联合用药方案。 核酸疗法设计优化开发治疗性核酸产品时，可采用多种设计策略控制免疫原性风险： ASO：通过结构基序优化、序列调整及化学修饰（如磷酸基团的硫代磷酸酯、甲基膦酸酯修饰，糖基的2′-O-甲基、2′-甲氧乙基修饰及锁核酸等）降低风险并提升稳定性、安全性与疗效。全骨架修饰（如肽核酸和磷酰二胺吗啉代寡聚物）亦被广泛应用。通过避免脱氧胞苷-脱氧鸟苷二核苷酸序列或使用5-甲基胞苷替代胞苷，可降低CpG基序的免疫刺激特性，减轻TLR9激活。常用设计策略还包括缺口寡核苷酸：以DNA为核心，侧翼连接含锁核酸的RNA翼区以增强靶RNA亲和力（但需注意锁核酸修饰不能阻止TLR9激活）。 siRNA：裸露未修饰的siRNA可能激活TLR3（与双链RNA长度相关）及TLR7/8。通过引入化学修饰（如用2′-氟或2′-O-甲基替代糖基2′羟基）可减轻先天免疫反应。硫代磷酸酯键虽能增强代谢稳定性，但在siRNA中应用较少。 mRNA：关键优化策略包括密码子优化、核苷化学修饰、帽结构选择及合适递送载体应用。用假尿苷替代尿苷可避免体内炎症效应；通过密码子优化替换尿苷重复序列（但可能增加GC含量导致mRNA错误折叠）；使用假尿苷或N1-甲基假尿苷等天然修饰在保证准确编码的同时增强蛋白表达，并避免RNA传感器激活。环化mRNA能显著降低RIG-I和TLR识别。需注意N1-甲基假尿苷修饰可能导致核糖体移码（8%），产生可能触发适应性免疫反应的新表位，可通过优化易移码位点缓解该现象。新开发的LC-MS/MS方法可用于评估疫苗中mRNA翻译保真度。 LNP设计：从阳离子脂质转向可电离脂质是重大改进。通过调整LNP组成（尺寸、摩尔比、聚乙二醇组分比例、制剂速率）及制备工艺参数可进一步优化。为减轻内体逃逸相关炎症风险，需关注内体孔洞尺寸与可修复性（小尺寸可修复孔洞能减少炎症并提高mRNA表达）。使用可生物降解可电离脂质可通过内体分选复合物运输通路形成可修复小孔洞。聚乙二醇替代策略包括使用可生物降解聚合物（如聚肌氨酸）或调整聚乙二醇脂质长度/分子量。快速解离型聚乙二醇（如PEG2000-DMG）相比慢解离型（PEG-DSG）能降低抗聚乙二醇IgM反应。 转基因蛋白风险控制：通过in silico模拟与in vitro工具识别并去除CD4+HLA II限制性表位和CD8+HLA I限制性表位。需注意去除T细胞表位可能影响蛋白关键功能（如靶点结合亲和力），且可能产生B细胞表位。类器官与芯片器官等体外模型为机制研究提供新机遇。 非临床与临床开发中的免疫原性分析适当监测先天性与适应性免疫反应对理解核酸疗法免疫原性特征至关重要： 先天性免疫反应评估：包括细胞因子与补体激活检测。早期研究可使用外周血单核细胞或全血等高通量筛选工具；非临床与临床研究中采用多重微球检测进行细胞因子/趋化因子谱分析；通过分离外周血单核细胞或全血分析先天免疫受体激活；通过流式细胞术监测细胞激活与增殖。转录组学与蛋白质组学等非常规分析可探索免疫相关通路。 T细胞免疫反应评估：主要适用于mRNA-LNP和剪接转换寡核苷酸产品，采用ELISpot、流式细胞术（检测CD69/CD25等激活标志物）及细胞内细胞因子染色等技术。 体液免疫反应监测：采用酶联免疫吸附测定等技术检测抗核酸抗体、抗聚乙二醇抗体及抗蛋白抗体。阳性对照抗体可通过核酸-载体蛋白偶联免疫或噬菌体展示技术制备。方法验证需遵循监管指南，建立统计临界值。 临床免疫反应控制在LNP包封siRNA和mRNA疗法的临床开发中，通过预服药方案（对乙酰氨基酚/布洛芬口服、地塞米松静脉注射、H1/H2阻滞剂）控制输注相关反应。对于未包封的ASO和siRNA，未见特异性干预措施报道。严重不良事件应考虑终止治疗，但无替代疗法的危及性疾病可考虑长期免疫抑制联合用药。 基于免疫原性风险评估的临床监测建议建议临床开发前完成评估以建立监测策略，指导检测方案、采样时间及分析范围。免疫原性样本应与药代动力学/药效学采样点同步采集，出现不良事件时允许临时采样。先天性免疫反应检测需在采集后及时进行（如需新鲜血分离外周血单核细胞），细胞因子诱导检测可延后开展。抗药抗体分析时机取决于安全性考量：单次给药若无安全问题可延迟检测；长期治疗需立即分析（特别是替代内源性蛋白功能的转基因蛋白）。对蛋白抗体形成存在重大安全担忧的项目，需对阳性受试者进行超期监测。如表3所示，免疫原性风险评估直接决定不同核酸疗法所需的监测复杂度，建议在临床开发前与监管机构确认定制化监测策略。 表3. 不同理论核酸疗法案例及基于免疫原性风险评估的临床监测建议 结论 以ASO、siRNA和mRNA为代表的核酸疗法正在快速发展，成为精准医疗领域的突破性进展，为多种疾病提供了全新治疗选择。这类疗法的免疫原性特征由多重要素共同塑造，其临床影响因核酸类型而异——既可能仅产生有限作用，也可能引发必须审慎管控的重大风险。在核酸疗法开发早期实施免疫原性风险评估，为理解和管理这些风险提供了重要契机。通过整合文献证据与现有经验（如本文所述），开发者能够设计免疫原性更优化的分子结构，并筛选出最具优势的候选药物。在临床开发阶段，基于风险评估的定制化监测策略既可实现充分的免疫原性表征，又能避免不必要的过度监测，减轻患者负担。这些策略的持续演进对保障疗法安全性与有效性至关重要，最终将为患者带来更好的临床结局。 原文链接： https://doi.org/10.1177/21593337251387423