近日，由首都医科大学等多家单位探索了不同mRNA疫苗接种方式针对新冠Omicron变异株诱导中和抗体的水平以及序贯加强接种的效果，以期为后疫情时代新冠mRNA疫苗的设计和临床应用起到指导作用。相关结果以题为“A Highly Efficient Needle-Free-Injection Delivery System for mRNA-LNP Vaccination against SARS-CoV-2” 在线发表于Nano Today。
值得关注的是，这是全球范围内首次报道采用无针注射（NFI）对动物模型进行新冠mRNA-LNP（纳米脂质颗粒）疫苗接种的案例，研究引入了无针注射装置，并将其与新冠病毒刺突蛋白的mRNA-LNP疫苗进行有机结合，推出了一套全新的疫苗递送系统。与传统的有针注射（NI）相比，这种疫苗接种方式可显著增强疫苗的免疫原性，同时在接种过程中无疼痛感、无皮肤损害。
本研究采用可电离阳离子脂质C2，二硬脂酰磷脂酰胆碱，胆固醇和聚乙二醇衍生化磷脂组成的脂质纳米颗粒（Lipid Nano-particle，LNP）对mRNA序列进行包裹，配合用作抗氧化剂的蔗糖分子，构建出了完整的mRNA-LNP疫苗。通过专门的设计，突破了高压会对LNP结构造成破坏这一技术难题，使之可用于无针注射。试验中mRNA-LNP疫苗制剂在240N-490N的压力施加下，在无针注射器的出口处形成了140-202m/s的高速射流，并保持了结构和理化性质的稳定。通过无针注射器注射后，mRNA-LNP颗粒的粒径大小、多分散性指数、包封率和电势等理化参数均在正常范围内，无显著波动；且冷冻电镜下的直观成像也表明颗粒无明显结构损伤变化。与此同时，研究还显示mRNA-LNP颗粒在2-4℃和低温保存的储存条件下都展示出了良好的长期稳定性，其中4℃稳定性不低于6个月，体现出该制剂在实际运用中的强大优势。
为了评估无针注射对于免疫原性的影响，研究团队对新西兰兔进行两次mRNA-LNP疫苗免疫，结果显示，无针组采集的动物血样对Omicron BA.5活病毒的滴度显著高于有针组，这些数据表明，无针注射能够明显提升该疫苗的免疫原性。由于BA.5变异株成为时下关注度最高的VOCs毒株，研究人员根据mRNA-LNP疫苗的技术路线在BA.5变异株S蛋白序列的基础上设计制造了BA.5-LNP疫苗，并用BA.5-LNP疫苗对上述组别的新西兰兔进行了第三针免疫，随后无论是无针组还是有针组采集的血样对BA.5活病毒的滴度均提升至了平台期。进一步的ACE2竞抑试验表明，第三针注射的BA.5-LNP疫苗使新西兰兔体内的BA.5特异性中和抗体浓度提升到了接种第三针前的3.70倍。而第三针皮下给药诱导出的抗体对BA.5假病毒的中和滴度明显高于肌肉注射。
论文作者在结论中写道：在使用无针注射装置递送mRNA-LNP疫苗的研究过程中，我们发现并阐明了一些重要的现象。
第一，动物试验显示：无针注射相较于有针注射，能够使疫苗发挥出更好的免疫原性，测试疫苗包括mRNA-LNP疫苗、灭活疫苗、重组蛋白疫苗；
第二，Omicron BA.5特异的mRNA-LNP疫苗可以作为有效的加强针选择，增强抗Omicron免疫亚型的病毒中和能力，无论在此之前接种的是灭活，重组蛋白还是mRNA新冠疫苗；
第三，在一次免疫中，将疫苗剂量分为多等分，于不同部位进行无针注射，将更有助于疫苗发挥效力，这一发现或可作为未来疫苗免疫接种的优选方式；
第四，经过优化的无针注射系统能够很好配合mRNA-LNP颗粒的稳定释放，为其在其他类型疫苗和药物上的应用打开了探索的大门。
本研究得到的结果，为进一步促进新冠疫苗的研发与应用提供了新的思路和解决方案。通过“药+械”的形式，采用无针注射进行的疫苗接种，不仅可有效提高mRNA-LNP、灭活、重组蛋白等多种技术路线疫苗的免疫原性，无痛和无需医护人员专业操作的优势对于缓解部分人群的“疫苗恐惧”，提升疫苗接种依从性和可及性具有积极的现实意义。同时，无针头消耗对于进一步降低疫苗成本，减少环境污染等亦具有优势。
本研究通过头对头数据比较，探索并初步验证了mRNA-LNP疫苗无针注射剂型，对当前流行的新冠病毒变异株的保护效力，药与械相配合的稳定性、便利性和可行性，具有良好的临床应用价值和前景。