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视频来源：ACS美国化学会
新型冠状病毒（简称新冠）mRNA疫苗是一款核酸疫苗，将编码新冠病毒S蛋白的mRNA直接注射进入体内，能够在人体内合成S蛋白，通过模拟病毒感染刺激机体产生抗体；是为预防、控制新型冠状病毒发生和流行而制作的免疫制品。
新冠病毒 mRNA 疫苗的研发过程
复制：细胞核中，DNA解旋，以两条链为模板，按碱基互补配对原则，合成两条子链，子链与对应母链螺旋化。
转录：细胞核中，DNA解旋，以其一条链为模板，按碱基互补配对原则，形成mRNA单链，通过可变剪接后，成熟的mRNA进入细胞质与核糖体结合。
翻译：细胞质中，以mRNA为模板，合成有一定氨基酸序列的蛋白质。
我们不难发现，mRNA在整个过程中充当了一个重要的桥梁作用，被称为“信使RNA”。
预防免疫的过程，简单来说，就是往人体接种病原体经减毒、灭活等处理后的抗原，诱导人体产生对应的抗体，当人体再次接触该种病原体时，人体的免疫系统就会根据原有的记忆，产生更多的抗体来抵御病原体的入侵，达到预防作用。
看到这里，mRNA疫苗的作用原理也就呼之欲出了：科学家们通过将含有编码抗原蛋白的mRNA导入人体，可以跳过复制、转录过程，直接进行翻译，来形成相应的抗原蛋白，从而诱导机体产生特异性免疫应答，达到预防免疫的作用。
刺突糖蛋白
（S蛋白）
是新冠病毒入侵人体的关键蛋白，这种蛋白可以识别人类呼吸道上皮细胞上的ACE2蛋白，并与之相互作用，从而打开新型冠状病毒入侵人体的大门。简而言之：
ACE2是新冠病毒S蛋白的受体。
新冠病毒入侵人体细胞示意图
新型冠状病毒mRNA疫苗是将编码新冠病毒刺突糖蛋白
（S蛋白，抗原蛋白）
的mRNA直接注射进入体内，能够在人体内合成S蛋白，通过模拟病毒感染刺激机体产生抗体和记忆细胞：
区别于传统疫苗
（如灭活疫苗等）
，mRNA旨在将抗原的遗传信息引入人体
（而非抗原本身）
，以激发后续机体内的免疫反应，从作用机制上具有革命性突破意义。mRNA疫苗具备安全性强、免疫原性好、效率高、易大规模生产等优势。
虽然新冠mRNA疫苗有诸多优势，但其面临着运输、储存的巨大挑战。据报道，辉瑞公司的BNT162b2疫苗需要在超低温环境中
（零下70℃）
储存，在2~8℃只能存储24小时，大大增加了运输及储存难度；而Moderna表示，mRNA-1273疫苗需要在零下20℃条件下储存，在2~8℃的条件下可稳定保存30天。因此，新冠mRNA疫苗的储存和分发仍有许多难题需要克服。
下图展示了mRNA疫苗在体内发挥作用的机制
，
共分成6个步骤：
2）mRNA进入胞质后
，
由核糖体翻译成蛋白质，翻译的抗原蛋白可以通过几种方式刺激免疫系统。
3）细胞内抗原被蛋白酶体复合物分解成较小的片段，片段通过主要组织相容性复合体(MHC)Ⅰ类分子在细胞表面展示给细胞毒性T细胞
（
就是CD8+T细胞
）。
4）活化的细胞毒性T细胞通过分泌溶细胞分子，如穿孔素
、
颗粒酶等杀死感染细胞。
5）此外
，
分泌的抗原可被细胞摄取，在内体内部降解，并通过MHC II类蛋白在细胞表面呈递给辅助性T细胞
（
就是CD4+T细胞
）。
6）辅助性T细胞通过刺激B细胞产生抗体，并通过炎性细胞因子激活吞噬细胞
，
如巨噬细胞
，
有利于循环病原体的清除。
主要组织相容性复合物
（
Major Histocompatibility Complex, MHC
）
分子在不同物种叫法不同
，
小鼠是H-2复合物
，
人是HLA复合物
，
一般常说的MHC就是指H-2复合物或者HLA复合物
，
成分比较复杂
，
人鼠基本不同源
，
细胞通过蛋白酶体将外来抗原
（
如mRNA
）
分解后通过MHC分子呈现在细胞表面
，
相当于一面旗子
，
被体内免疫细胞巡视
，
免疫细胞不认识的则会被攻击
，
从而产生免疫反应
。
MHC是免疫系统三种主要抗原识别分子
（
TCR/BCR/MHC
）
之一
，
具有丰富的多态性
；
上面图片中你也可以找到这3种分子
。
MHC分子分为I类分子和II类分子
，
区别在于呈递的抗原和激活的免疫细胞不同
，
I类分子主要识别内部抗原
，
可以激活CD8+T细胞
，
II类分子识别外部抗原
，
可以激活CD4+T细胞
，
从而激活不同的免疫反应。
T细胞受体
（
TCR
）
在识别APC
（
抗原提呈细胞
）
或者靶细胞上的MHC分子所提呈的抗原肽时
，
既要识别抗原肽
，
也要识别自身MHC分子的多态性部分
，
此现象即MHC限制性
（
MHC restriction
）
。
指T细胞在识别Ag递呈细胞传递的抗原信息时
，
必须先识别递呈细胞上的MHC抗原类型
，
如Th细胞识别MHC-Ⅱ类分子
，
而CTL细胞只识别MHC-Ⅰ类分子
，
之后才获取抗原信息的现象。
HLA复合体是迄今为止所知人类多态性最丰富的遗传系统
。
HLA系统的多态性与TCR/BCR库的多样性不同
，
其表现在种群内的同个体之间
，
某种意义上
，
是种群为了应对各种病原体入侵而形成的一个储备库
。
显然
，
其多样性不在个体内的淋巴细胞克降水平
，
而在种群内的个体水平
。
HLA等位基因频率在种群内的不同人种
、
不同民族
、
不同地域存在差异
。
HLA-A2.1在白人和西班牙人族群中都是最常见的
，
相应研究也最多
。
The Allele Frequency Net Database
(AFND)
提供每个基因座每个等位基因在多种种族出现的频率查询
，
感兴趣的可以查下。DNA是多数物种包括人类和病毒的遗传物质
，
转录成mRNA后翻译成蛋白质
，
在体内行使功能。之前一般使用灭火的病毒DNA作为疫苗
，
相对于DNA作为疫苗，mRNA具有独特的优势
：
首先，mRNA本身不具备感染性
，
能整合入宿主细胞的基因组中
，
且在其完成蛋白的翻译后会自发降解，不存在感染或基因突变的风险；
其次，mRNA不需要进入细胞核
，
仅需完成一次跨膜使抗原的表达更加迅速；
再次，mRNA通过设计,合成的方法即可完成体外的大规模生产，产业化周期短,有利于传染病的防控。
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