近年来，猴痘（mpox）在全球多地暴发，推动安全、有效且可快速部署的新型疫苗研发成为公共卫生关注重点。尽管传统疫苗已有应用基础，但在安全性、免疫持久性和快速迭代方面仍有优化空间。作为继mRNA之后备受关注的新一代RNA技术，环状RNA（circRNA）凭借结构稳定、表达持久和免疫原性可调控等优势，正为猴痘疫苗研发提供新的可能。
近日，中国科学技术大学Sandra Chiu教授、中国科学院武汉病毒研究所揣侠副研究员与环码生物科学创始人王泽峰团队合作，在Journal of Nanobiotechnology发表题为 “Circular RNA vaccines Encoding Fusion Proteins of Mpox Virus A35R-M1R and B6R-A29L Induce Robust and Durable Protective Immunity in Mice” 的研究论文。
该研究基于LNP递送的circRNA疫苗平台，开发了两种二价猴痘病毒（MPXV）疫苗：cirBA（B6R-A29L）和cirAM（A35R-M1R），以及联合接种方案cirMix。研究结果显示，这些circRNA疫苗能够诱导强效且持久的免疫应答，在致死性牛痘病毒（VACV）天坛株（VTT）攻毒模型中提供完全生存保护，其中cirBA在长期保护方面表现尤为突出，同时也展示了多价circRNA平台在多抗原共表达、增强免疫持久性及快速应对新发传染病方面的潜力。
二价MPXV circRNA疫苗的构建与表征
研究团队首先构建了4种单价circRNA疫苗，分别编码MPXV的EEV表面蛋白A35R、B6R和IMV表面蛋白A29L、M1R。在此基础上，进一步设计了两种二价circRNA疫苗cirBA和cirAM，分别共表达B6R-A29L和A35R-M1R，并通过2A自剪切肽实现双抗原表达。体外实验显示，cirBA和cirAM可在HEK293T细胞中有效表达相应抗原蛋白；经LNP包封后，两种疫苗均表现出较高包封率和均一纳米粒径，为后续体内评价奠定了基础。
图1. MPXV二价circRNA疫苗的设计与表征
MPXV多价circRNA疫苗的抗体应答
在免疫原性评价中，研究团队将BALB/c小鼠分别接种cirBA、cirAM或cirMix，并在加强免疫后检测抗体水平。ELISA结果显示，除cirAM诱导的A35R特异性 IgG水平相对较低外，各疫苗组均能诱导显著高于对照组的MPXV抗原特异性IgG；其中，cirMix诱导的A35R特异性抗体水平高于cirAM。PRNT 结果进一步显示，各疫苗组均可产生VTT中和抗体，且cirMix 和 cirAM的滴度高于cirBA；在MPXV中和抗体方面，cirMix表现最为突出，提示多抗原组合策略有助于增强MPXV circRNA疫苗的中和免疫效果。
图2. MPXV多价circRNA疫苗诱导强效抗体应答
MPXV多价circRNA疫苗激活T细胞与记忆免疫
MPXV多价circRNA疫苗不仅能诱导抗体反应，也能激活抗原特异性细胞免疫。研究团队在加强免疫后第14天，通过ELISpot和ICS分析小鼠脾细胞的细胞因子产生情况。结果显示，cirBA、cirAM和cirMix均可诱导针对多个MPXV抗原的IFN-γ、IL-2和TNF-α反应，提示疫苗能够激活以Th1型反应为特征的T细胞免疫。不同疫苗在CD4⁺和CD8⁺ T细胞应答上呈现一定差异，其中cirMix在部分抗原特异性T细胞反应中表现更为突出。
进一步的记忆免疫分析显示，cirMix免疫后，在多个 MPXV抗原刺激下，小鼠GC B细胞和CD8⁺效应记忆T细胞水平显著高于安慰剂组，并在部分指标上优于单独二价疫苗组。该结果提示，多抗原联合策略可能有助于增强MPXV circRNA疫苗诱导的免疫记忆反应。
图3. MPXV多价circRNA疫苗诱导细胞免疫与记忆免疫应
MPXV多价circRNA疫苗实现完全攻毒保护
研究团队通过小鼠致死性VTT攻毒模型评估候选 circRNA疫苗的保护效果。结果显示，cirBA、cirAM 和cirMix均可提供100%生存保护，免疫小鼠体重下降较轻并可快速恢复；相比之下，安慰剂组小鼠发病严重、体重明显下降。进一步检测发现，疫苗组鼻甲和肺组织中未检测到病毒DNA或感染性病毒颗粒，肺部炎症和组织损伤明显缓解，表明三种 MPXV circRNA 疫苗均能有效抵御致死性 VTT 攻毒。
图4. MPXV多价circRNA疫苗对VACV攻击提供优异保护
低剂量MPXV疫苗实现完全保护
低剂量MPXV circRNA疫苗仍表现出良好的体内保护效果。研究团队以2 µg cirBA、2 µg cirAM或4 µg cirMix免疫BALB/c小鼠。结果显示，低剂量疫苗诱导的结合抗体和中和抗体水平相对有限，但三种疫苗在致死性 VTT 攻毒中均实现100%生存保护，免疫小鼠仅出现短暂体重下降并随后恢复。攻毒后检测显示，疫苗组肺组织中未检测到病毒DNA或感染性病毒颗粒，肺部病理损伤明显减轻，表明MPXV circRNA疫苗即使在较低剂量下仍能有效抵御致死性VTT攻毒。
图5. 低剂量MPXV多价circRNA疫苗对VACV攻毒提供完全保护
MPXV多价circRNA疫苗诱导持久抗体应答
为评估免疫持久性，研究团队在小鼠接种cirBA、cirAM和cirMix后，持续监测抗体应答至初免后40周。结果显示，各疫苗组均能诱导长期维持的MPXV抗原特异性IgG应答，针对不同抗原的应答峰值分别出现在第4周或第12周，随后虽逐渐下降，但仍保持较高水平。其中，cirMix在A35R和M1R长期抗体应答方面优于cirAM，并在第 40周仍维持较高的VTT和MPXV中和抗体水平，提示多抗原组合有助于增强长期体液免疫应答。
图6. MPXV多价circRNA疫苗诱导长期IgG应答以及针对VACV和MPXV的中和抗体应答
MPXV多价circRNA疫苗提供长期攻毒保护
为评估长期保护效果，研究团队在初免后第40周对小鼠进行致死性VTT攻毒。结果显示，对照组小鼠病情迅速进展，并在攻毒后第6天死亡；cirAM和cirMix组均有80%小鼠存活至第21天，而cirBA组实现100%生存保护，仅出现短暂体重下降后逐渐恢复。攻毒后第6天，cirBA和cirMix组鼻甲和肺组织中均未检测到 VTT 基因组或感染性病毒，疫苗组肺部损伤也明显减轻。结果表明，MPXV多价circRNA疫苗能够诱导持久保护性免疫，其中 cirBA 在长期攻毒保护中表现最佳。
图 7. MPXV多价circRNA疫苗对VACV攻毒提供持久保护
总结
本研究系统评估了多价circRNA疫苗平台在MPXV疫苗开发中的应用潜力，表明多抗原组合可增强MPXV相关免疫应答，并在不同剂量和长期观察条件下提供稳定保护。其中，cirMix在长期抗体应答方面表现突出，cirBA在长期攻毒保护中表现最佳，提示不同抗原组合可能在体液免疫和保护效应中发挥差异化作用。
未来，随着抗原组合优化、递送体系改进以及更接近临床场景的模型验证，多价circRNA疫苗有望为猴痘及其他新发传染病疫苗开发提供更灵活、快速的技术路径。
原文链接：
https://link.springer.com/article/10.1186/s12951-026-04557-1