《npj Vaccines》：A poorly reactogenic lipid nanoparticle-mRNA vaccine unveils an innate immune pathway for adverse reactions
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为解决LNP-mRNA疫苗高效能伴随高不良反应（ARs）的矛盾，研究人员通过系统免疫学分析，揭示了一个由HMGB1释放、促炎细胞因子（TNF-α, IL-1, IL-6）产生及中性粒细胞浸润构成的先天免疫通路是导致ARs的关键。研究发现，其中IL-1是介导发热等不良反应的核心，但对体液免疫（如中和抗体产生）非必需。这为在保持疫苗效力的前提下，通过靶向IL-1等通路选择性降低不良反应，开发下一代更安全的疫苗提供了重要理论依据。
在新冠大流行的催化下，mRNA（信使核糖核酸）技术以前所未有的速度从实验室走向了全球亿万人的臂膀，以其卓越的保护效力成为抗击疫情的利器。然而，伴随着高效力而来的，是许多接种者亲身体验到的显著不良反应，如发热、寒战、肌肉酸痛等。这些反应虽然大多短暂且可耐受，但确影响了部分人群的接种意愿和体验。这背后隐藏着一个亟待解决的科学难题：如何“解耦”疫苗的免疫保护力与其引发的不良反应？换句话说，我们能否设计出既高效又温和的下一代疫苗？这正是发表在《npj Vaccines》上的研究“A poorly reactogenic lipid nanoparticle-mRNA vaccine unveils an innate immune pathway for adverse reactions”所要探索的核心问题。
传统观点通常将疫苗的有效性和反应原性（reactogenicity）视为一体两面，认为强烈的免疫激活是产生强效保护的必然代价。但这项研究对此提出了挑战。研究人员从实际观察出发，他们首先鉴定出一种反应原性较低的LNP（脂质纳米颗粒）-mRNA疫苗配方，这就像一个天然的“对照组”，暗示着高效力与低不良反应并存是可能的。为了揭示背后的生物学机制，他们以反应原性强的LNP-mRNA疫苗为模型，在小鼠体内展开了一场详细的免疫细胞与分子“侦探”工作。研究发现，强反应原性疫苗像一个警报拉响器，能迅速导致一种名为HMGB1（高迁移率族蛋白B1）的损伤相关分子模式（DAMP）的大量释放。HMGB1通常存在于细胞核内，当细胞受损或应激时会释放到胞外，向免疫系统发出“危险”信号。紧接着，一系列促炎细胞因子，包括TNF-α（肿瘤坏死因子-α）、IL-1（白细胞介素-1）和IL-6（白细胞介素-6）的产量急剧上升，同时大量中性粒细胞被招募到注射部位，形成典型的炎症环境。
为了理清这些因子中谁是导致不适症状的“主犯”，研究人员动用了体内阻断技术，即用特异性抗体分别中和这些细胞因子。结果发现，TNF-α、IL-1和IL-6共同贡献了疫苗的反应原性，但它们的“罪行”轻重不同。其中，IL-1被确认为导致疫苗不良反应的“关键先生”。最有启发的发现是，当阻断IL-1信号通路后，疫苗引起的小鼠不良反应显著减轻，然而，疫苗激发机体产生的体液免疫应答——特别是针对抗原的特异性抗体（包括中和抗体）水平——却未受明显影响。这意味着，IL-1这个通路更像是专门负责“发送不适信号”的通信线路，而并非产生保护性免疫力的必需电路。这一“解耦”现象在临床研究中得到了验证。在一个精心控制的疫苗接种者队列中，研究人员检测到接种后个体体内IL-1通路相关基因的表达水平与其发热的严重程度显著相关，但与最终产生的中和抗体滴度没有关联。这从人体数据上证实，靶向IL-1通路有望成为减少不良反应而不削弱保护效果的安全策略。
为了开展这项研究，作者团队综合运用了多项关键的技术方法。首先，他们建立了小鼠疫苗反应原性与免疫原性评价模型，系统对比了不同LNP-mRNA配方的表现。其次，通过流式细胞术、细胞因子检测（如ELISA/MSD）和转录组学分析，对接种后的免疫细胞浸润、血浆细胞因子动态及基因表达谱进行了全面的免疫表型分析。关键的机制探索依赖于体内细胞因子中和抗体阻断实验，以明确特定分子的功能。此外，研究还纳入了临床队列（人体样本）进行验证，通过采集疫苗接种者的外周血单核细胞（PBMCs），分析其转录组特征，并将之与不良反应（发热）的临床记录及血清中和抗体水平进行关联分析，从而将小鼠模型中的发现推向临床相关性。
研究结果
1. 鉴定具有不同反应原性-免疫原性平衡特征的LNP-mRNA疫苗
研究人员从一系列LNP-mRNA配方中，鉴定出一种能引起较弱全身性反应（如低水平细胞因子释放）但仍能诱导强大抗原特异性抗体反应的配方。这为后续寻找导致不良反应的特异性通路提供了理想的“低反应”对照。
2. 反应原性LNP-mRNA疫苗诱导强烈的先天免疫应答
在接种强反应原性疫苗的小鼠中，观察到注射部位大量中性粒细胞快速浸润。血浆分析显示，包括TNF-α、IL-6、IL-1β在内的多种促炎细胞因子水平显著升高。同时，细胞核蛋白HMGB1的释放增加，提示其可能作为启动炎症级联反应的早期警报信号。
3. HMGB1驱动单核细胞产生TNF-α，但体内不良反应由多细胞因子共同介导
体外实验表明，重组HMGB1能直接刺激特定单核细胞亚群分泌TNF-α。然而，在活体小鼠中使用中和抗体进行阻断时，发现单独抑制HMGB1、TNF-α、IL-1或IL-6均只能部分缓解不良反应症状。这证明疫苗引发的反应原性依赖于HMGB1触发的、由多种细胞因子协同作用的复杂炎症网络。
4. IL-1是疫苗不良反应的关键介质，但对体液免疫非必需
在诸多细胞因子中，通过特异性抗体阻断IL-1信号通路，最能显著减轻疫苗引起的全身性临床反应（如体温变化、活动减少）。至关重要的是，这种阻断并未影响疫苗诱导的抗原特异性IgG抗体和中和抗体的产生。这首次明确将IL-1通路与不良反应特异性关联，并将其与保护性体液免疫“解耦”。
5. 临床队列验证IL-1通路与发热相关，与中和抗体无关
在人体研究中，分析疫苗接种者PBMCs的转录组发现，编码IL-1β及其信号通路下游分子的基因表达在接种后早期显著上调。更重要的是，该通路的激活程度与接种者报告的最高发热等级呈正相关，但与接种后28天测量的血清中和抗体滴度无统计学关联。这直接将小鼠模型中的机制发现转化为具有临床意义的生物标志物和潜在干预靶点。
结论与意义
该研究系统性地描绘了LNP-mRNA疫苗引发不良反应的早期先天免疫通路图谱：从LNP-mRNA成分触发的HMGB1释放开始，进而激活单核/巨噬细胞等免疫细胞，产生包括TNF-α、IL-1、IL-6在内的“细胞因子风暴”，最终导致发热等全身症状。其中，IL-1被确定为该通路中驱动不良反应的核心节点分子。研究的核心突破在于明确了靶向IL-1通路可以在不影响疫苗保护性抗体应答的前提下，选择性降低不良反应，这为实现疫苗“效-副分离”的设计理念提供了直接实验证据和明确的分子靶点。
这项工作具有重要的转化医学价值。它不仅深化了我们对疫苗副作用的免疫学理解，更重要的是为开发下一代更安全、耐受性更佳的LNP-mRNA疫苗指明了方向。例如，未来的疫苗设计可以考虑整合IL-1受体拮抗剂、开发不触发或减弱该特定通路的新型LNP载体，或在使用现有疫苗时，考虑对高风险人群进行预防性的、短期的IL-1通路干预。最终，这项研究推动疫苗学向着“精准”和“人性化”迈进了一步，使人们在获得强大免疫保护的同时，能拥有更舒适安心的接种体验。
