材料與方法

實驗動物：本研究使用了 FVB/N、BALB/c 和 C57BL/6 品系的小鼠。雌性小鼠與雄性小鼠交配后，次日觀察到陰道栓記為懷孕第 0 天（GD0）。

mRNA-1273 疫苗接種：懷孕小鼠在 GD14 和 GD17 分別接受肌肉注射 mRNA-1273 疫苗，劑量分別為 0.2、1.0、2.0 或 4.0 μg，稀釋于 100 μL 生理鹽水中。

胎兒組織收集：在麻醉下對懷孕小鼠進行中線剖腹術，暴露子宮，通過子宮切開術取出胎兒，并立即用生理鹽水洗滌。斷頭后，用吸管收集胎兒血液，并獲取胎兒胎盤、肝臟和軀干軟組織。

免疫印跡分析：使用抗聚乙二醇（PEG）抗體通過免疫印跡分析半定量檢測 mRNA-LNP。

RT-PCR：使用 RT-PCR 定量檢測刺突 mRNA。

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

淋巴細胞增殖實驗和 ELISpot 實驗：通過淋巴細胞增殖實驗和 ELISpot 實驗評估針對刺突蛋白的細胞免疫。

實驗結果

2.1 胎盤穿透性檢測結果：

PEG 化的 LNPs 穿透胎盤的時間進程：在給懷孕 14 天（GD14）的小鼠單次肌肉注射 4 μg mRNA-1273 后，PEG 化的脂質納米顆粒（LNPs）迅速進入母鼠的血液循環，并在接種后 30 分鐘內就穿過胎盤進入了胎兒循環。PEG 化的 LNPs 在母鼠血液中的濃度在接種后 3-24 小時內逐漸降低，但在胎兒血液中則能夠維持較高的濃度，持續時間至少為 7 天，這表明胎兒體內對 PEG 的分解速度較慢。

刺突 mRNA 的胎盤穿透與分布：使用 RT-PCR 技術檢測發現，刺突 mRNA 在母鼠接種 mRNA-1273 后的 1 小時內即進入胎兒血液，但在胎兒循環中的存在時間較短，大約在 4-6 小時后檢測不到。然而，刺突 mRNA 能夠在胎兒組織中積累，主要積累在胎兒肝臟中，同時也能在胎兒胎盤和軀干軟組織中檢測到。進一步的研究表明，刺突 mRNA 在胎兒肝臟和脾臟中的存在時間至少持續至出生后 3 周。

PEG 和刺突 mRNA 的劑量依賴關系：降低母鼠接種的 mRNA-1273 劑量會導致胎兒血清中 PEG 水平的下降。例如，與接種 4 μg mRNA-1273 的母鼠相比，接種 0.2 μg mRNA-1273 的母鼠所生的胎兒在接種后 3 小時內血清中的 PEG 水平顯著降低。盡管胎兒胎盤中的刺突 mRNA 水平在母鼠接種不同劑量（0.2 μg 和 4 μg）的 mRNA-1273 后沒有顯著差異，但低劑量組母鼠所生的胎兒肝臟中刺突 mRNA 的積累量明顯少于高劑量組。

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

2.2 免疫反應檢測結果：

幼鼠體內抗刺突 IgM 水平的檢測：母鼠接種 mRNA-1273 后，幼鼠體內的抗刺突 IgM 抗體水平顯著升高，且高劑量組母鼠所生的幼鼠血清中的 IgM 抗體水平更高。

討論

本研究證實了小鼠胎盤對 mRNA-1273 具有穿透性，且 mRNA-1273 在胎兒中具有免疫原性，而非耐受性。這一發現挑戰了以往認為胎盤是 mRNA-LNP 絕對屏障的觀點，為重新評估 mRNA-LNP 的胎盤穿透能力提供了重要依據。然而，將小鼠研究結果外推至人類時需謹慎，因為人和小鼠胎盤的組織架構存在差異。此外，盡管 mRNA-1273 在此次小鼠實驗中未表現出明顯安全問題，但疫苗 mRNA 及其產物在體內的長期存在仍引發了對潛在基因毒性的擔憂。

結論

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