隨著信使RNA技術(shù)的不斷進(jìn)步，兩種靶向SARS-CoV-2的mRNA疫苗在應(yīng)對(duì)COVID-19大流行中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。這些疫苗所使用的mRNA并不是由細(xì)胞自然制造，而是通過實(shí)驗(yàn)室的體外轉(zhuǎn)錄（IVT）技術(shù)制備的。深入了解IVT mRNA在翻譯過程中如何編碼蛋白質(zhì)的細(xì)節(jié)，特別是核糖體和轉(zhuǎn)移RNA介導(dǎo)的蛋白質(zhì)產(chǎn)生機(jī)制，對(duì)于未來應(yīng)用此類技術(shù)具有重要意義。Mulroney等人的一項(xiàng)研究揭示了核糖體在特定條件下可以在經(jīng)過化學(xué)修飾的核苷成分序列上停滯，這些序列被稱為“滑溜溜”序列。這種停滯可能會(huì)導(dǎo)致蛋白質(zhì)產(chǎn)品的異常，從而引發(fā)意想不到的后果。在核苷修飾的mRNA疫苗和其他非疫苗治療性RNA的應(yīng)用背景下，這一發(fā)現(xiàn)為未來的研究和應(yīng)用提供了重要的警示。

Mulroney和其同事設(shè)計(jì)了一種特殊的IVT mRNA報(bào)告基因系統(tǒng)，以研究m1Ψ修飾對(duì)mRNA翻譯準(zhǔn)確度的影響。這個(gè)系統(tǒng)用于識(shí)別一種特定的翻譯誤差，稱為+1移碼。當(dāng)核糖體在處理mRNA“滑移”時(shí)，導(dǎo)致它錯(cuò)過了原本應(yīng)解碼氨基酸的三個(gè)核苷酸中的第一個(gè)。在這種情況下，序列中的第二個(gè)核苷酸取而代之，成為新的密碼子的第一個(gè)核苷酸。新的密碼子現(xiàn)在包含了第三個(gè)核苷酸，而這個(gè)核苷酸通常是下一個(gè)密碼子的一部分。此后每個(gè)密碼子都受到影響，原本在正常編碼序列中應(yīng)被翻譯的核苷酸被“移出框外”，導(dǎo)致蛋白質(zhì)產(chǎn)物的氨基酸序列與預(yù)期不符。

作者的研究數(shù)據(jù)揭示，m1Ψ 修飾能夠?qū)е?1幀移現(xiàn)象，這一影響達(dá)到了約8%的水平，與框內(nèi)蛋白質(zhì)的相應(yīng)量相當(dāng)。幀移會(huì)導(dǎo)致蛋白質(zhì)出現(xiàn)錯(cuò)誤折疊、截短或其他異常情況，未修飾的mRNA或其他核苷修飾物（如5-甲基胞苷）并未觀察到這一現(xiàn)象。在針對(duì)SARS-CoV-2病毒的mRNA疫苗中，例如BNT162b2（由輝瑞/BioNTech開發(fā)）和mRNA-1273（由Moderna開發(fā)），均使用了含有m1Ψ修飾的mRNA。為了進(jìn)一步探究+1移碼對(duì)mRNA疫苗誘導(dǎo)的免疫反應(yīng)的影響，作者對(duì)動(dòng)物和人類T細(xì)胞中的SARS-CoV-2刺突特異性反應(yīng)進(jìn)行了檢查，解決了 +1 移碼是否會(huì)影響 mRNA 疫苗誘導(dǎo)的免疫。

作者對(duì)成年果蠅腸道腫瘤進(jìn)行了研究，這些腫瘤在表達(dá)一種進(jìn)化上保守的轉(zhuǎn)錄因子蛋白Yorkie-Yap / Taz（激活形式稱為Yki）后形成。這些腫瘤會(huì)導(dǎo)致與腹腔積液相關(guān)的嚴(yán)重惡病質(zhì)綜合征，稱為腹脹，這是液體排泄受損的跡象。通過阻斷ISC衍生腫瘤中編碼配體的基因表達(dá)，作者確定了一種名為ITP的抗利尿激素（減少尿量的激素）作為腫瘤相關(guān)腹脹的有效誘導(dǎo)劑。他們發(fā)現(xiàn)，這種激素既不影響腫瘤生長(zhǎng)，也不影響其他消耗綜合征。

與抗病毒保護(hù)相關(guān)有兩個(gè)關(guān)鍵的免疫特征與保護(hù)作用密切相關(guān)，抗體反應(yīng)和T細(xì)胞反應(yīng)的誘導(dǎo)。在抗原呈遞過程中，樹突狀細(xì)胞這一特殊的免疫細(xì)胞起著至關(guān)重要的作用。它們利用跨越抗原長(zhǎng)度的肽片段（這些肽片段是驅(qū)動(dòng)免疫反應(yīng)的蛋白質(zhì)部分）來激發(fā)T細(xì)胞反應(yīng)。值得注意的是，+1 移碼蛋白的產(chǎn)生可能會(huì)引發(fā)意外的肽呈遞，進(jìn)而啟動(dòng)脫靶的T細(xì)胞反應(yīng)。

作者對(duì)接種BNT162b2疫苗的小鼠的T細(xì)胞反應(yīng)與接種非mRNA疫苗ChAdOx1 nCoV-19的小鼠的T細(xì)胞反應(yīng)進(jìn)行了比較。研究發(fā)現(xiàn)，兩種疫苗均能引發(fā)T細(xì)胞對(duì)SARS-CoV-2刺突蛋白產(chǎn)生的肽的反應(yīng)。然而，BNT162b2疫苗免疫的小鼠還出現(xiàn)了對(duì)+1移碼刺突肽的T細(xì)胞反應(yīng)，而ChAdOx1疫苗免疫的小鼠則未出現(xiàn)這種反應(yīng)。

通過研究接種了BNT162b2或ChAdOx1疫苗的個(gè)體，進(jìn)一步證實(shí)了這些發(fā)現(xiàn)。兩種疫苗均能夠引發(fā)針對(duì)框內(nèi)肽的T細(xì)胞反應(yīng)。然而，BNT162b2疫苗還誘導(dǎo)了對(duì)+1移碼肽的T細(xì)胞反應(yīng)。這表明，在翻譯過程中缺乏保真度可能導(dǎo)致疫苗蛋白質(zhì)輸出的不均勻性，進(jìn)而產(chǎn)生未曾預(yù)料到的后果。這種不均勻性可能導(dǎo)致脫靶免疫反應(yīng)，并可能對(duì)疫苗的有效性產(chǎn)生影響。目前沒有證據(jù)表明這種現(xiàn)象與COVID-19 mRNA疫苗的安全問題有直接關(guān)聯(lián)。通過一系列許可后的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括疫苗不良事件報(bào)告系統(tǒng)、疫苗安全數(shù)據(jù)鏈和臨床免疫安全評(píng)估項(xiàng)目等，均未發(fā)現(xiàn)與此現(xiàn)象相關(guān)的安全問題。

作者研究發(fā)現(xiàn)，mRNA的翻譯速率并不是在轉(zhuǎn)錄本的長(zhǎng)度上恒定的。這主要是因?yàn)樵诘鞍踪|(zhì)合成過程中，與mRNA密碼子匹配并提供特定氨基酸的轉(zhuǎn)移RNA（tRNA）的豐度存在差異。這意味著核糖體在某些特定的mRNA序列上可能會(huì)停滯不前，尤其是那些缺乏相應(yīng)tRNA的“滑溜溜”序列。這種停滯可能導(dǎo)致+1移碼，從而使得更豐富的tRNA得以結(jié)合，進(jìn)而影響蛋白質(zhì)的合成和功能。

利用標(biāo)記的核苷酸進(jìn)行追蹤，研究者發(fā)現(xiàn)m1Ψ修飾的mRNA的翻譯速度明顯慢于未修飾的mRNA。如果m1Ψ修飾的密碼子導(dǎo)致核糖體停滯，那么擴(kuò)大可用的tRNA庫(kù)應(yīng)能預(yù)防這種停滯現(xiàn)象。使用能夠結(jié)合不匹配 tRNA 的藥物巴龍霉素，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，這種藥物治療顯著提高了m1Ψ修飾的mRNA的翻譯速率，從而證實(shí)了核糖體停滯是導(dǎo)致翻譯效率降低的原因。

為了探討如何緩解核糖體停滯的問題，研究者利用了他們的體外系統(tǒng)進(jìn)行深入研究。他們?cè)趫?bào)告基因系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)了可能導(dǎo)致核糖體停滯的“滑溜溜”序列，并針對(duì)這些序列進(jìn)行了同義替換。這些替換改變了mRNA序列，但并沒有改變所編碼的氨基酸。這樣做的目的是在維持正確的氨基酸序列的同時(shí)，盡可能減小“滑溜溜”序列的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，經(jīng)過同義替換后的序列在體外減少了+1個(gè)移碼產(chǎn)物，這為改善核糖體停滯現(xiàn)象提供了有效的方法。

這項(xiàng)研究對(duì)于開發(fā)修飾的mRNA產(chǎn)品具有深遠(yuǎn)的意義。進(jìn)一步評(píng)估 T 細(xì)胞和抗體對(duì)由 m1Ψ 修飾的 mRNA 疫苗編碼的疫苗抗原制成的 +1 移碼蛋白產(chǎn)物的反應(yīng)將提供信息。脫靶的T細(xì)胞或抗體反應(yīng)有可能錯(cuò)誤地針對(duì)與疫苗無關(guān)的靶蛋白，這不僅會(huì)影響產(chǎn)品的性能，還可能導(dǎo)致體內(nèi)產(chǎn)生不必要的復(fù)雜性。Mulroney及其同事的研究為我們理解mRNA修飾序列的設(shè)計(jì)提供了一個(gè)重要的視角，這對(duì)于改進(jìn)未來的疫苗設(shè)計(jì)至關(guān)重要。有必要進(jìn)行研究，以確認(rèn)和擴(kuò)展由mRNA修飾引起的體內(nèi)移碼的影響，以及研究其他改善方法。