自復(fù)制RNA疫苗（RepRNA）是利用RNA病毒復(fù)制子基因構(gòu)建的一種具有自我復(fù)制能力的新型疫苗技術(shù)，通過(guò)增強(qiáng)抗原表達(dá)實(shí)現(xiàn)高效免疫應(yīng)答。因其具有高效性、安全性和快速開(kāi)發(fā)等優(yōu)勢(shì)，已成為RNA疫苗研究的重點(diǎn)方向之一。該技術(shù)通過(guò)病毒復(fù)制子與特定蛋白自組裝形成病毒復(fù)制子顆粒（VRP），以此作為遞送載體，激活宿主細(xì)胞內(nèi)的RNA復(fù)制過(guò)程，持續(xù)產(chǎn)生大量抗原蛋白，從而激發(fā)更強(qiáng)的體液免疫和細(xì)胞免疫反應(yīng)，為傳染病防治和腫瘤治療提供更持久的保護(hù)。目前，國(guó)外已有數(shù)款人用和獸用RepRNA疫苗進(jìn)入市場(chǎng)或處于上市前的臨床研究階段。

構(gòu)建RepRNA疫苗時(shí)，以單股正鏈RNA病毒（如alphavirus、flavivirus等）的基因組為骨架，刪除編碼結(jié)構(gòu)蛋白的基因并插入目標(biāo)抗原基因（GOI），同時(shí)保留編碼RNA依賴性RNA聚合酶（RdRp）的非結(jié)構(gòu)基因。疫苗進(jìn)入宿主細(xì)胞后，RdRp驅(qū)動(dòng)病毒RNA自我復(fù)制，持續(xù)產(chǎn)生大量抗原蛋白，并生成雙鏈RNA（dsRNA）。dsRNA作為病原體相關(guān)分子模式（PAMP），通過(guò)激活TLR3、RIG-I等先天免疫受體，顯著增強(qiáng)疫苗的免疫原性。

在復(fù)制過(guò)程中，產(chǎn)生的雙鏈RNA（dsRNA）和長(zhǎng)鏈RNA能夠高效激活樹突狀細(xì)胞（DC）的成熟過(guò)程，并促進(jìn)促炎因子（如IFN-α、IL-6）的釋放，從而增強(qiáng)免疫應(yīng)答。這種高水平抗原表達(dá)不僅誘導(dǎo)強(qiáng)效的體液免疫（產(chǎn)生高滴度抗體），還顯著增強(qiáng)細(xì)胞免疫應(yīng)答（包括CD4?和CD8?T細(xì)胞活化）。其中，CD8?T細(xì)胞的細(xì)胞毒性作用對(duì)于清除病毒感染細(xì)胞和殺傷腫瘤細(xì)胞具有關(guān)鍵作用。

正鏈RNA進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)后，可直接作為模板開(kāi)始復(fù)制，并利用宿主細(xì)胞的核糖體合成自己的蛋白質(zhì)，同時(shí)利用自身攜帶的RdRp對(duì)自身的RNA進(jìn)行復(fù)制。正鏈RNA直接作為mRNA翻譯產(chǎn)生非結(jié)構(gòu)蛋白。非結(jié)構(gòu)蛋白形成復(fù)制酶復(fù)合體，合成負(fù)鏈RNA，以其為模板大量復(fù)制正鏈基因組RNA和亞基因組RNA。同時(shí)病毒非結(jié)構(gòu)蛋白會(huì)在宿主細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行翻譯，其中一些蛋白質(zhì)可以幫助甲病毒繼續(xù)復(fù)制，而另一些則可以幫助甲病毒逃避免疫系統(tǒng)的攻擊。最終在有特定結(jié)構(gòu)蛋白的情況下，蛋白質(zhì)會(huì)自主組裝成新的病毒顆粒，然后通過(guò)宿主細(xì)胞的胞吐作用排出細(xì)胞外，感染其他宿主細(xì)胞。甲病毒的基因組RNA兼具mRNA功能，通過(guò)亞基因組RNA高效表達(dá)結(jié)構(gòu)蛋白，這種雙鏈RNA合成機(jī)制使其在疫苗開(kāi)發(fā)中具有高抗原表達(dá)效率的優(yōu)勢(shì)。

RepRNA疫苗相比傳統(tǒng)疫苗有多個(gè)顯著優(yōu)勢(shì)：

1、高效抗原表達(dá)與低劑量需求

單分子RepRNA可通過(guò)自我復(fù)制實(shí)現(xiàn)持久抗原表達(dá)（持續(xù)數(shù)周至數(shù)月），臨床研究顯示其免疫原性與mRNA疫苗相當(dāng)，但劑量?jī)H為后者的1/10，降低了生產(chǎn)成本和潛在副作用風(fēng)險(xiǎn)。

2、更強(qiáng)的免疫應(yīng)答

同時(shí)激活先天和適應(yīng)性免疫，誘導(dǎo)更廣泛、持久的免疫記憶。因?yàn)?/span>VRP可以通過(guò)激活宿主細(xì)胞內(nèi)的復(fù)制過(guò)程來(lái)增強(qiáng)抗原表達(dá)，從而激發(fā)更加強(qiáng)烈的免疫反應(yīng)。在動(dòng)物模型中，RepRNA疫苗對(duì)流感、HIV、癌癥等的保護(hù)效果優(yōu)于傳統(tǒng)mRNA疫苗。傳統(tǒng)疫苗和蛋白亞單位疫苗需要經(jīng)過(guò)復(fù)雜的加工過(guò)程才能增強(qiáng)免疫反應(yīng)，而RepRNA疫苗則可直接激活宿主細(xì)胞內(nèi)的復(fù)制過(guò)程，更快地激發(fā)免疫反應(yīng)。

3、安全性提升

無(wú)基因組整合風(fēng)險(xiǎn)，且因不編碼病毒結(jié)構(gòu)蛋白，無(wú)法形成完整病毒顆粒，避免了復(fù)制型病毒載體的潛在致病性。

4、快速開(kāi)發(fā)與生產(chǎn)

基于RNA的模塊化設(shè)計(jì)允許快速替換GOI，應(yīng)對(duì)突發(fā)傳染?。ㄈ?/span>COVID-19、埃博拉）時(shí)可縮短研發(fā)周期，且無(wú)需依賴細(xì)胞培養(yǎng)，生產(chǎn)效率更高。

目前研究RepRNA疫苗主要有以下幾種病毒載體類型。

1、Alphavirus（如SFV、VEEV、CHIKV）

最常用載體之一，基因組為單股正鏈RNA，具有極高的復(fù)制效率，能夠在胞質(zhì)內(nèi)迅速產(chǎn)生大量抗原。載體因受體廣泛（如MXRA8、LDLRAD3），具有較強(qiáng)的細(xì)胞靶向性。已開(kāi)發(fā)的疫苗有CoVID-19、PEDV、Rabies等

2、Flavivirus（如WNV、DENV、YFV）

基因組含單個(gè)ORF，編碼3種結(jié)構(gòu)蛋白和7種非結(jié)構(gòu)蛋白，其E蛋白可介導(dǎo)高效細(xì)胞 entry，已被用于開(kāi)發(fā)Zika、登革熱等疫苗。

3、其他載體

Nodamura virus（NoV）：基因組短小，可組裝成病毒樣顆粒（VLPs），增強(qiáng)抗原呈遞；

Paramyxovirus（如麻疹病毒）：負(fù)鏈RNA病毒，可插入多個(gè)GOI，適用于多價(jià)疫苗開(kāi)發(fā)。

RepRNA疫苗已經(jīng)在預(yù)防和治療多種疾病方面取得了重要進(jìn)展：

1、COVID-19疫苗：研究表明，復(fù)制型RNA疫苗在預(yù)防COVID-19方面效果顯著，目前已有包括輝瑞-BioNTech疫苗、莫德納疫苗和阿斯利康疫苗在內(nèi)的多款疫苗獲得了緊急使用授權(quán)。

2、黃熱病疫苗：復(fù)制型RNA疫苗也被廣泛應(yīng)用于黃熱病疫苗的研發(fā)中，目前已有多款黃熱病疫苗進(jìn)入了臨床試驗(yàn)階段。

3、肺炎球菌疫苗：復(fù)制型RNA疫苗還可以用于肺炎球菌疫苗的研發(fā)，已經(jīng)有一些相關(guān)的研究正在進(jìn)行中。

4、癌癥疫苗：復(fù)制型RNA疫苗也可以用于癌癥疫苗的研發(fā)，目前已經(jīng)有一些相關(guān)的研究正在進(jìn)行中，包括針對(duì)HPV、乳腺癌、肝癌、黑色素瘤等多種癌癥的疫苗研究。

5、已在埃博拉（ERVEBO?）、COVID-19（GEMCOVAC-OM）等疫情中緊急使用，在流感、HIV和瘧疾等疫病上也顯示出良好的保護(hù)效果。

6、中國(guó)有2款RepRNA疫苗通過(guò)國(guó)家藥品監(jiān)督管理局藥品審評(píng)中心（CDE）的新藥臨床研究申請(qǐng)（IND）進(jìn)入了臨床研究階段，還有2款采用自復(fù)制技術(shù)平臺(tái)開(kāi)發(fā)的疫苗通過(guò)了CDE。

與常規(guī)mRNA疫苗類似，RepRNA疫苗在發(fā)展過(guò)程中仍面臨一些技術(shù)難題，主要包括遞送效率、儲(chǔ)存穩(wěn)定性和免疫調(diào)節(jié)平衡等方面，這些問(wèn)題需要逐步解決。

1、非VRP的RepRNA疫苗均需依賴脂質(zhì)納米顆粒（LNPs）等載體保護(hù)RNA免受降解，以提高細(xì)胞攝取效率；

2、傳統(tǒng)RepRNA需超低溫（-80°C）保存，新型凍干技術(shù)（如SARS-CoV-2疫苗）已實(shí)現(xiàn)2-8°C穩(wěn)定儲(chǔ)存1年；

3、有時(shí)出現(xiàn)的過(guò)度激活先天免疫可能導(dǎo)致炎癥反應(yīng)，需優(yōu)化載體設(shè)計(jì)以平衡免疫原性與安全性。

自復(fù)制RNA疫苗具有很高的免疫和基因治療發(fā)展?jié)摿Γ撞《疽惨殉蔀閺?fù)制子疫苗設(shè)計(jì)中利用的主要病毒載體，需要更廣泛探索復(fù)制子載體應(yīng)用范圍，以評(píng)估其可行性并確定適合其應(yīng)用的環(huán)境。雖然目前仍然存在一些挑戰(zhàn)和待解決問(wèn)題，但隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和完善，相信RepRNA疫苗將會(huì)在未來(lái)發(fā)揮越來(lái)越重要的作用，為人類健康事業(yè)做出更大的貢獻(xiàn)。

文章引用自L. Tang et al., (2025) Replicon RNA vaccines: design, delivery, and immunogenicity in infectious diseases and cancer. Journal of Hematology & Oncology, 18(1).