研究背景：

mRNA 疫苗在人类防疫中成效显著，但水产养殖中应用未深入。水产养殖业受病毒性疾病制约，鱼类变温特性影响免疫及细胞膜组成，传统 mRNA 递送系统适配性待验证。DNA 疫苗存基因组整合风险，mRNA 疫苗更安全，LNP 可保护 mRNA 并促内体逃逸，本研究验证 LNP-mRNA 在鱼类中的适用性，为鱼类病毒防控供新策

关键突破

LNP-mRNA 的理化特性与体外细胞转染效果

采用微流控技术制备 LNP-mRNA，脂质组成为 DLin/DSPC/ 胆固醇 / DMG-PEG2000（摩尔比 50/10/38.5/1.5），动态光散射（DLS）分析显示，其 hydrodynamic diameter 约 72nm，分散性（PDI）0.038，zeta 电位接近中性（-3mV），mRNA 封装效率高（10μg/mL 浓度下完全复合，最高可封装 75μg/mL mRNA，效率约 90%），经 Triton X-100 处理后 mRNA 完整性良好（图 1A-C）。

图1（A-C）

在两种鱼类细胞系（28℃培养的 EPC 细胞、21℃培养的 CHSE-214 细胞）中测试转染效率：转染表达荧光素酶的 LNP-mRNA 后，24 小时即可检测到显著荧光素酶活性，且血清存在不影响转染效率；CHSE-214 细胞（21℃）转染效率略低于 EPC 细胞（28℃），提示温度对转染效果有轻微影响。毒性测试显示，CHSE-214 细胞在 21℃下 viability 无显著下降；EPC 细胞在 28℃含血清条件下，LNP-mRNA 处理组 viability 降至 50% 以下，推测与细胞类型及细胞膜脂质组成差异相关（图 1D-E）。

图1（D-E）

成年斑马鱼体内 mRNA 表达验证

成年 casper 斑马鱼肌内注射 LNP-egfp mRNA（0.1μg / 鱼）后，48 小时即可观察到强荧光表达，7 天后仍能检测到持续表达；而裸 mRNA 组仅出现微弱荧光，证明 LNP 可显著延长 mRNA 在鱼类体内的表达时间（图 2A-C）。

在 I 型干扰素基因敲除（ifnφ1/2/3-/-）斑马鱼中，LNP-egfp mRNA 与裸 mRNA 均能表达，且 7 天后两者表达水平相当；而野生型斑马鱼中仅 LNP-mRNA 维持高表达，裸 mRNA 表达受抑，表明 LNP 可保护 mRNA 免受 I 型干扰素介导的降解（图 3A-B）。

LNP-mRNA 疫苗对虹鳟的 VHSV 防控效果

构建编码 VHSV 表面糖蛋白（gVHSV）的 mRNA 疫苗（优化 5' 和 3'UTR 以适配鱼类表达），以 LNP-egfp mRNA 为阴性对照，减毒 VHSV 疫苗为阳性对照。虹鳟（约 100g）于 0 天肌内注射 5μg LNP-mRNA，30 天加强免疫，90 天用致死剂量 VHSV（07-71 株，5×10⁷ PFU / 鱼）攻毒（图 4A-B）。

攻毒后 21 天，LNP-mRNAgVHSV 组存活率接近 100%，与减毒疫苗组效果相当；而 PBS 组和 LNP-egfp mRNA 组死亡率达 100%（图 4C）。

ELISA 检测显示，LNP-mRNAgVHSV 组总抗 VHSV IgM 水平较低，但血清中和试验证实，其血清稀释 200 倍仍能显著减少病毒空斑数，且中和作用可被抗虹鳟 IgM 单克隆抗体（1.14）阻断，证明保护作用依赖 IgM 介导的中和抗体（图 5）。

结论与展望

本研究首次证实 LNP-mRNA 系统在鱼类中的有效性：LNP 可高效递送 mRNA 至鱼类细胞，保护其免受免疫降解，在成年斑马鱼中实现持续表达，并在虹鳟中诱导针对 VHSV 的强效保护。该系统解决了鱼类 mRNA 疫苗递送的核心问题，为水产养殖病毒性疾病防控提供新范式。来可进一步优化 LNP 脂质组成以适配不同鱼类物种及水温环境，探索修饰核苷 mRNA（如假尿苷）在鱼类中的稳定性与表达效率，开发浸泡等非注射免疫途径，并拓展至其他鱼类病原体（如 IHNV、SPDV），推动水产养殖 mRNA 疫苗的产业化应用。

参考文献：

Ayad C, Porter D, Lambert E, et al. An LNP-mRNA vaccine protects fish against rhabdovirus infection[J]. Vaccine, 2025, 53(1): 126957.