DNA 疫苗研發相對成熟,RNA 疫苗研發近年來快速發展。從核酸疫苗的技術研究發展趨勢看,DNA 疫苗的研究論文發表與專利申請數量在 20 世紀 90 年代末至 21 世紀初達到高峰,此后整體處于穩中有降的狀態。而RNA 疫苗則隨著穩定技術和遞送系統的發展步入上升期,自 2014 年起相關論文數和專利申請量增長明顯。2020 年,Pfizer 和 Moderna 的兩款mRNA 技術疫苗在應對 COVID-19 疫情上快速高效的有效性得到驗證后,RNA 疫苗的研究熱度明顯超過其他類型。
與傳統疫苗相比, mRNA 疫苗通過在實驗室中改變特定病毒蛋白的 mRNA,并將其注射入人體,在人體細胞內進行病毒蛋白抗原的轉化并誘導人體產生體液免疫和細胞免疫。核酸疫苗可誘導較強的免疫反應,開發設計速度快,可實現快速生產,生產成本低,易于在體外開展大規模生產,有利于傳染病的防控。而 mRNA 疫苗相比 DNA 疫苗也具備一些獨特優勢:相比需要入核的 DNA,mRNA 不進入細胞核內部,只需要在細胞質內表達目的蛋白;同時 mRNA 本身不具備感染性,亦能通過正常細胞途徑降解,并不存在感染或插入突變的風險。
目前,mRNA 疫苗主要以兩種序列結構存在,傳統的非復制型 mRNA 序列和自擴增型的 mRNA 疫苗序列。自擴增型 mRNA 序列含有復制酶基因,可在細胞內擴增 mRNA,從而以較少的 mRNA 劑量生產較多的抗原。非復制型的 mRNA 疫苗結構簡單,在人體內無法自我復制,需要成熟的優化工藝才能在較低的劑量誘發有效的免疫應答。