揭秘mRNA疫苗：孕期接种能否穿透胎盘，赋予胎儿免疫力？

材料与方法

实验动物：本研究使用了 FVB/N、BALB/c 和 C57BL/6 品系的小鼠。雌性小鼠与雄性小鼠交配后，次日观察到阴道栓记为怀孕第 0 天（GD0）。

mRNA-1273 疫苗接种：怀孕小鼠在 GD14 和 GD17 分别接受肌肉注射 mRNA-1273 疫苗，剂量分别为 0.2、1.0、2.0 或 4.0 μg，稀释于 100 μL 生理盐水中。

胎儿组织收集：在麻醉下对怀孕小鼠进行中线剖腹术，暴露子宫，通过子宫切开术取出胎儿，并立即用生理盐水洗涤。断头后，用吸管收集胎儿血液，并获取胎儿胎盘、肝脏和躯干软组织。

免疫印迹分析：使用抗聚乙二醇（PEG）抗体通过免疫印迹分析半定量检测 mRNA-LNP。

RT-PCR：使用 RT-PCR 定量检测刺突 mRNA。

ELISA：使用 ELISA 测定血清中抗刺突免疫球蛋白（Ig）水平、PEG 含量等。

淋巴细胞增殖实验和 ELISpot 实验：通过淋巴细胞增殖实验和 ELISpot 实验评估针对刺突蛋白的细胞免疫。

实验结果

2.1 胎盘穿透性检测结果：

PEG 化的 LNPs 穿透胎盘的时间进程：在给怀孕 14 天（GD14）的小鼠单次肌肉注射 4 μg mRNA-1273 后，PEG 化的脂质纳米颗粒（LNPs）迅速进入母鼠的血液循环，并在接种后 30 分钟内就穿过胎盘进入了胎儿循环。PEG 化的 LNPs 在母鼠血液中的浓度在接种后 3-24 小时内逐渐降低，但在胎儿血液中则能够维持较高的浓度，持续时间至少为 7 天，这表明胎儿体内对 PEG 的分解速度较慢。

刺突 mRNA 的胎盘穿透与分布：使用 RT-PCR 技术检测发现，刺突 mRNA 在母鼠接种 mRNA-1273 后的 1 小时内即进入胎儿血液，但在胎儿循环中的存在时间较短，大约在 4-6 小时后检测不到。然而，刺突 mRNA 能够在胎儿组织中积累，主要积累在胎儿肝脏中，同时也能在胎儿胎盘和躯干软组织中检测到。进一步的研究表明，刺突 mRNA 在胎儿肝脏和脾脏中的存在时间至少持续至出生后 3 周。

PEG 和刺突 mRNA 的剂量依赖关系：降低母鼠接种的 mRNA-1273 剂量会导致胎儿血清中 PEG 水平的下降。例如，与接种 4 μg mRNA-1273 的母鼠相比，接种 0.2 μg mRNA-1273 的母鼠所生的胎儿在接种后 3 小时内血清中的 PEG 水平显著降低。尽管胎儿胎盘中的刺突 mRNA 水平在母鼠接种不同剂量（0.2 μg 和 4 μg）的 mRNA-1273 后没有显著差异，但低剂量组母鼠所生的胎儿肝脏中刺突 mRNA 的积累量明显少于高剂量组。

Figure 1. Transplacental mRNA-1273 transfer after maternal mRNA-1273 vaccination during pregnancy

2.2 免疫反应检测结果：

幼鼠体内抗刺突 IgM 水平的检测：母鼠接种 mRNA-1273 后，幼鼠体内的抗刺突 IgM 抗体水平显著升高，且高剂量组母鼠所生的幼鼠血清中的 IgM 抗体水平更高。

讨论

本研究证实了小鼠胎盘对 mRNA-1273 具有穿透性，且 mRNA-1273 在胎儿中具有免疫原性，而非耐受性。这一发现挑战了以往认为胎盘是 mRNA-LNP 绝对屏障的观点，为重新评估 mRNA-LNP 的胎盘穿透能力提供了重要依据。然而，将小鼠研究结果外推至人类时需谨慎，因为人和小鼠胎盘的组织架构存在差异。此外，尽管 mRNA-1273 在此次小鼠实验中未表现出明显安全问题，但疫苗 mRNA 及其产物在体内的长期存在仍引发了对潜在基因毒性的担忧。

结论

参考文献：Chen, Jeng-Chang, et al. "mRNA-1273 is placenta-permeable and immunogenic in the fetus." Molecular Therapy Nucleic Acids 36.1 (2025).