基于环状RNA的疫苗，魏文胜教授创立的圆因生物完成超亿元Pre-A轮融资

撰文 | nagashi

编辑 | 王聪

排版 | 水成文

2021年11 月 29 日，圆因（北京）生物科技有限公司
（TheroRNA）
宣布完成超亿元 Pre-A 轮融资，将专注于利用环状RNA
（circRNA）
技术开发疫苗及新型疗法，以解决临床上未被满足的疾病需求。

这也是继环码基因之后，国内又一家获得融资的环状RNA疗法企业。在此之前，Orna Therapeutics和Laronde这两家环状RNA获得巨额融资，让环状RNA疗法收获广泛关注。

圆因生物于今年4月由北京大学生命科学学院
魏文胜
教授创立
，魏文胜教授也是基因编辑公司博雅辑因的科学创始人。

mRNA疫苗2.0——基于环状RNA的疫苗

2021年3月，魏文胜教授
学
魏文胜
团队在预印本平台 bioRxiv 上发表题为：
Circular RNA Vaccines against SARS-CoV-2 and Emerging Variants
（抗SARS-CoV-2和新变种的环状RNA疫苗）
的研究论文
。

该研究报告了一种编码新冠病毒刺突蛋白三聚体受体结合域
（RBD）
的
环状RNA疫苗（circRNA-RBD）
，
circRNA-RBD疫苗可以通过体外转录快速生成，且不需要核苷酸修饰，具有高度稳定性
。

研究团队通过脂质纳米颗粒
（LNP）
封装的circRNA-RBD疫苗成功诱导了强有力的持续中和抗体，且该疫苗具有很强的热稳定性，室温下储存2周时间，依然不影响表达。

更重要的是，研究团队利用编码RBD变体
（K417N-E484K-501Y）
的环状RNA疫苗成功在小鼠体内诱导产生有效中和Beta变异株的抗体，表明
环状RNA疫苗在抗击新冠变种病毒上具有十分良好的应用前景
。

21世纪以来，冠状病毒共引起了三次人畜共患疾病，例如2002-2003年的SARS-CoV，2012年的MERS-CoV以及2019年底爆发的SARS-CoV-2。已有的研究表明，冠状病毒通过表面的刺突蛋白
（S蛋白）
与宿主细胞表面的受体蛋白ACE2结合，从而介导膜融合和病毒入侵。

S蛋白含有两个亚基——S1和S2，其中S1亚单位C端的受体结合域
（RBD）
介导新冠病毒入侵宿主细胞，S2亚单位则介导病毒与宿主细胞膜的融合。新冠病毒的S蛋白、S1亚基或RBD抗原均可以诱导B细胞和T细胞反应，产生抗新冠病毒的高效中和抗体。

接种疫苗是结束和预防新冠大流行最有希望的方法。目前已应用的新冠疫苗种类众多，包括灭活疫苗、病毒样颗粒疫苗、病毒载体疫苗以及新兴的mRNA疫苗。

新兴的mRNA疫苗，具有生产速度快、成本低，并且能快速应对病毒变异等优点。但与此同时，
mRNA疫苗储存和运输条件较为苛刻
（－70℃），并具有潜在的免疫原性副作用
。

在自然界中，环状RNA
（circRNA）
普遍存在于真菌、植物、昆虫、鱼类和哺乳动物，甚至于某些病毒的基因组本身就是环状RNA，如D型肝炎病毒和植物类病毒。与线性mRNA不同，
环状RNA是高度稳定的
，因为它的共价闭合环结构可以保护它免受外切酶介导的降解。

到目前为止，只有少数内源性的环状RNA被证明可以作为蛋白质翻译模板。虽然环状RNA缺乏翻译成蛋白质所必要的元件，但它可以通过内部核糖体进入位点
（IRES）
或其5'UTR区域的m6A修饰来实现蛋白质翻译。

在这项研究中，研究团队针对新冠病毒及其变种病毒设计了环状RNA疫苗。研究人员利用自我剪接Ⅰ型内含子核酶来产生编码SARS-CoV-2-RBD抗原的环状RNA——circRNA-RBD。为了增强RBD抗原的免疫原性，研究人员将噬菌体T4纤溶蛋白三聚体基序融合到其C端，以此模拟了新冠S蛋白三聚体的自然构象。

circRNA-RBD的设计模式图

紧接着，研究团队将纯化后的circRNA-RBD转染到HEK293T细胞中，通过Western blot检测上清液中大量产生新冠病毒的RBD抗原。ELISA定量检测显示RBD蛋白在上清液中达到约143ng/mL，是线性RNA-RBD对照组的50倍。此外，研究人员还进一步证实了circRNA-RBD可以在小鼠NIH3T3细胞中表达。

这些结果表明，circRNA-RBD可以在人和小鼠细胞中大量表达新冠病毒的RBD抗原。

相较于线性RNA-RBD，circRNA-RBD的表达量更高

不仅如此，研究人员还使用hACE2过表达HEK293细胞和携带EGFP绿色荧光报告基因的新冠假病毒进行结合竞争实验，以验证由circRNA-RBD产生的RBD抗原是否具有功能。他们发现，分泌的SARS-CoV-2 RBD抗原能有效阻断新冠假病毒感染。

circRNA-RBD产生的RBD抗原可以有效阻断新冠假病毒感染

在动物实验上，研究团队将脂质纳米颗粒
（LNP）
包装的circRNA-RBD注射到小鼠体内。研究结果显示，接种了circRNA-RBD疫苗的小鼠的血清可以中和新冠假病毒，且小鼠脾脏中产生了强烈的T细胞免疫应答。

这些现象表明，
circRNA-RBD疫苗确实在小鼠体内诱导了持久的体液免疫应答和强烈的T细胞免疫应答
。

circRNARBD疫苗在小鼠体内诱导了持久的体液免疫应答和强烈的T细胞免疫应答

研究团队还设计了针对Beta突变株的circRNA-RBD疫苗——circRNA-RBD-501Y.V2，circRNA-RBD-501Y.V2和circRNA-RBD疫苗，Alpha、Beta和Gamma突变株均有效，其中circRNA-RBD-501Y.V2疫苗对Beta突变株具有更高的中和活性。
（该研究进行时，Delta突变株尚未出现）
。

此外，作者还表示，circRNA还可以用于表达一些其他蛋白质或肽，从而应用于一些罕见疾病或癌症的治疗。