在这项研究中，基于鼠疫耶尔森氏菌的F1 荚膜抗原开发了LDL-mRNA 疫苗。通过mRNA序列优化、GC含量设计、抗原设计，mRNA疫苗可诱导小鼠体液免疫和细胞免疫。单剂量提供快速和100% 的保护，防止致命的鼠疫耶尔森氏菌感染。
据报道，这是世界上第一个针对致命人类细菌的候选mRNA 疫苗。研究团队表示，这项新技术可以快速开发出针对细菌性传染病的有效疫苗，在全球抗生素耐药性危机不断出现、缺乏有效的常规疗法和候选疫苗的情况下，这项研究具有重要意义和应用前景。
对于病毒来说，其繁殖必须依赖于外部宿主细胞，病毒一旦侵入细胞，就会将宿主细胞作为自己的合成工厂，从自身的遗传物质中生产复制所需的蛋白质和核酸。在mRNA 疫苗中，我们在实验室中合成mRNA 分子，然后将它们封装到类似于人类细胞膜的脂质纳米颗粒(LNP) 中。当这些疫苗被注射到体内时，脂质纳米颗粒(LNP) 会与细胞膜融合并将mRNA 输送到细胞中，从而使细胞能够按照mRNA 的指示产生病毒蛋白。我们的免疫系统识别并记住这些病毒蛋白，帮助免疫系统学习如何在面对真正的病毒感染时保护我们的身体。
病毒在我们的细胞中制造蛋白质，从病毒基因组翻译的蛋白质类似于从人工合成的mRNA 翻译的蛋白质。这不适用于细菌，它们通常可以在自身细胞内完成蛋白质翻译过程。此外，细菌和人类之间的进化差距如此之大，以至于即使基因序列相同，细菌翻译的蛋白质也可能与人类细胞翻译的蛋白质不同。
研究人员曾尝试在人体细胞中合成细菌蛋白，但这些细菌蛋白会导致抗体水平低下和普遍缺乏保护性免疫力。这是因为，虽然细菌自身翻译的蛋白质和实验室合成的蛋白质基于相同的遗传信息是相同的，但在人体细胞中翻译的蛋白质在从细胞中分泌出来时会发生显着变化，即所谓的“翻译后修饰”。 ”，如糖基化修饰。
针对这一问题，研究团队将鼠疫耶尔森菌F1荚膜蛋白元信号和分泌信号替换为真核分泌信号，从而绕过经典分泌信号，促进其在哺乳动物系统中的高效表达、转位和分泌。免疫系统将疫苗中的蛋白质识别为免疫原性细菌蛋白质的途径。
研究团队优化了他们的mRNA序列，使用了高GC的mRNA结构，可以增加mRNA和蛋白表达水平的稳定性。为了增加细菌蛋白质的稳定性并确保它们不会在体内过快分解，研究团队还将人类抗体片段(hFc) 引入到它们的序列中，以提高蛋白质稳定性、半衰期和表达后免疫力。为了进一步增强体液免疫反应，研究团队还对mRNA进行了两次额外的修饰。
研究小组在小鼠身上测试了新的mRNA 疫苗。一周内，所有未接种疫苗的小鼠都死于鼠疫耶尔森氏菌感染，而所有接种疫苗的小鼠均存活良好，单剂疫苗可在接种两周后提供足够的保护。仅需一剂即可提供全面保护的能力对于防止未来可能发生的快速传播细菌大流行至关重要。
我们生活在一个充满致病菌且没有疫苗的世界。此外，由于过去几十年过度使用抗生素，许多细菌对抗生素产生了耐药性。耐药菌现在是对全世界的巨大威胁，开发新的抗细菌疫苗可以为这一全球性问题提供答案。
研究团队表示，新冠mRNA疫苗的快速研发得益于科学家在mRNA技术领域的多年研究。如果未来发生细菌大流行，该研究结果将为细菌mRNA疫苗的快速研发奠定基础。
