工程化 VPg saRNA 实现在体内无帽依赖、低免疫原性且精确编码治疗性蛋白

为 RNA 药物重写规则

基于信使 RNA（mRNA）的疫苗在抗击 COVID-19 中发挥了关键作用，但使用类似分子来替代或补充慢性疾病中缺失的蛋白质要困难得多。机体倾向于快速清除外源 RNA 并产生强烈的免疫反应，而且许多现有的自扩增 RNA 设计在自我复制时容易出错。本研究描述了一种新型自扩增 RNA——由人类诺如病毒的部分成分构建——其被工程化以实现更持久、较低炎性且异常精确的特性，从而为更精确和持久的 RNA 药物打开了大门。

更聪明的自我复制 RNA

传统的 mRNA 药物只携带单一的蛋白“配方”，在细胞内被读取一次后被降解。自扩增 RNA（saRNA）包含额外的病毒机械装置，能让 RNA 在细胞内自我复制，从而以小剂量显著提高产量。研究最广的 saRNA 系统来自甲病毒科（alphaviruses），但它们体积庞大、会触发强烈的抗病毒防御，并且复制时准确性相对较低。作者转而研究人类诺如病毒，这是一种常见的肠胃炎病原体。他们分离出诺如病毒遗传物质中紧凑的一段并将其重建为治疗基因的载体。其核心是 VPg，一种化学上连接在 RNA 前端的小型病毒蛋白。VPg 取代了人类 mRNA 常见的“帽”结构，使该 RNA 能被一套对某些应激信号不那么敏感的翻译因子识别和翻译。

高准确性且不激发强烈免疫反应

对于蛋白质疗法来说，准确性至关重要：即使是小的复制错误也可能改变药物的性质或产生有毒副产物。团队证明，当诺如病毒 VPg 与其 RNA 复制酶（聚合酶）结合时，会减缓错误核苷的掺入速度，从而显著降低错误率。他们定位了 VPg 中与聚合酶关键调控区接触的特定氨基酸，并证明破坏这一界面会降低复制的准确性。与此同时，经典 saRNA 设计会产生大量双链 RNA，这是一种分子警报器，会激活抗病毒防御并关闭蛋白质产生。通过重新设计聚合酶以偏好一种特定的 VPg 连接起始形式，并重排基因组使仅治疗性链高效产生，作者大幅减少了双链 RNA 的形成。他们还微调了 RNA 的尾部区域，使 VPg 在正确位点连接，防止产生可能翻译成杂散肽段的短片段。

在标准 mRNA 失效的环境中仍能工作

随后将这种基于 VPg 的 saRNA 在一些普通有帽 mRNA 表现不佳的严苛疾病模型中进行了测试。在与癌症相关的恶病质——一种导致肌肉和脂肪消耗的消耗综合征中——识别标准 mRNA 帽子的关键翻译因子被关闭，使得依赖帽的 mRNA 效率低下。由于 VPg 使用替代的翻译起始途径，它在胰腺癌小鼠模型中继续驱动食欲和代谢激素胃饥饿素（ghrelin）的产生。每月低剂量注射有助于维持肌肉和脂肪、改善食物摄入与代谢，并小幅延长存活期，且未见明显毒性或慢性免疫活化的迹象。

精准的癌症打击与温和的自身免疫调控

为检验高保真复制是否真有意义，研究者将一个复杂的溶瘤构建体 GSDMDENG 装入 VPg 载体，该构建体旨在在癌细胞线粒体上打孔并刺激肿瘤特异性免疫反应。当相同构建体放在传统甲病毒科 saRNA 上时，经过反复复制后会积累突变，削弱其选择性杀伤癌细胞和诱导免疫的功能。相比之下，VPg 系统保留了预期序列，产生强烈的肿瘤细胞杀伤并触发持久的 T 细胞反应，减缓或阻止了小鼠胰腺癌的进展。最后，他们将 VPg saRNA 应用于另一种挑战：慢性移植物抗宿主病，在骨髓移植后免疫细胞攻击肺部。编码活化蛋白 C 的 VPg saRNA 减少了有害抗体的形成，防止了肺部纤维化并改善了小鼠的呼吸，而可比的甲病毒科载体则引发更强的先天免疫并使结果更差。

这对未来 RNA 药物有何意义

综合来看，该工作勾画出一种紧凑的“即插即用”RNA 平台，结合了三项理想特性：高保真自我复制、设计以最小化免疫警报，以及绕过限制标准 mRNA 翻译的一些瓶颈。因为治疗基因只是被置换到一个固定的诺如病毒基底上，许多不同的蛋白质——从激素到凝血调节因子再到溶瘤剂——都可以在同一底盘上测试。尽管在用于人体之前仍有大量工作要做，这种 VPg saRNA 方法为朝向更像稳定蛋白输注的 RNA 药物指出了一条道路：低剂量、持续时间更长，并能在普通 mRNA 无法可靠被读取的受损组织中发挥作用。

引用: Feng, Z., Chu, L., Li, Q. et al. Engineered VPg saRNA achieves cap-independent, low-immunogenic and precise encoding of therapeutic proteins in vivo. Nat Commun 17, 1666 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-68364-w

关键词: 自扩增 RNA, mRNA 治疗剂, 诺如病毒 VPg, 癌症恶病质, 移植物抗宿主病