综述：新型核酸药物疗法与免疫疗法协同增强头颈部鳞状细胞癌免疫循环的策略

《Journal of Translational Medicine》：A strategy for synergistic enhancement of immune circulation in head and neck squamous cell carcinoma by novel nucleic acid drug therapy and immunotherapy

　　

# 新型核酸药物疗法与免疫疗法协同增强头颈部鳞状细胞癌免疫循环的策略

一、引言

头颈部鳞状细胞癌（Head and Neck Squamous Cell Carcinoma，HNSCC）是一种起源于头颈部上皮组织的恶性肿瘤，与吸烟、酗酒和人乳头瘤病毒（Human Papillomavirus，HPV）感染密切相关。其早期症状隐匿，临床常出现 “发现晚、治疗晚” 的情况，晚期患者五年生存率仅 30 - 50%，复发 / 转移性（Recurrent/Metastatic，R/M）患者五年生存率甚至低于 10%。

目前，HNSCC 的主流治疗方式包括手术、放疗、化疗、靶向治疗和免疫治疗。手术对早期 HNSCC 治愈率较高，但晚期患者因肿瘤侵犯周围重要器官，手术难以彻底清除病灶，还会引发严重并发症。放疗、化疗和靶向治疗虽重要，但存在严重毒副作用、患者耐受性差及耐药等问题，影响治疗效果，导致肿瘤复发转移。

免疫疗法逐渐成为晚期和难治性 / 复发性 HNSCC 治疗的新希望，主要包括免疫检查点抑制剂（如 PD - 1/PD - L1、CTLA4 抑制剂）、肿瘤疫苗（全细胞疫苗、抗体肿瘤疫苗等）、细胞免疫疗法（CAR - T、CAR - NK 等）和细胞因子及佐剂疗法（IL - 2、IFN - γ 等）。然而，传统免疫疗法在治疗 R/M HNSCC 时效果有限，主要是因为难以构建高效 “闭环系统”，易导致肿瘤细胞免疫逃逸，且 HNSCC 异质性高，缺乏有效生物标志物预测免疫治疗效果。

随着新型核酸药物疗法如 mRNA、寡核苷酸和小向导 RNA（sgRNA）的发展，为传统免疫疗法带来了新策略。这些核酸药物疗法与免疫疗法联合应用，不仅能解决部分药物耐药和全身毒性问题，还能促进 “癌症 - 免疫循环”，取得显著抗肿瘤效果。本文将综述新型核酸药物疗法在 HNSCC 传统免疫疗法中的应用，探索构建完整 “肿瘤免疫循环” 闭环通路的方法，为 HNSCC 患者提供更好的治疗策略。

二、mRNA 药物疗法在头颈部鳞状细胞癌传统免疫疗法中的应用

（一）mRNA 疗法应用于 HNSCC 疫苗

HNSCC 疫苗研发面临诸多困难，如肿瘤抗原表达弱、表型和肿瘤内异质性、免疫抑制微环境以及缺乏有效疫苗递送系统等。mRNA 疗法可有效解决 HNSCC 疫苗研发中肿瘤表面抗原表达水平低的问题。通过将编码特定肿瘤抗原信息的 mRNA 传递到肿瘤细胞或树突状细胞，能提高抗原表达水平，激活更多特异性 CD8⁺ T 细胞。设计不同抗原信息的 mRNA 序列联合递送，还能应对肿瘤异质性问题。

mRNA 疫苗相比多肽疫苗具有优势，其表达的抗原可被体内正常细胞呈递，不易被肿瘤细胞通过下调主要组织相容性复合体（Major Histocompatibility Complex，MHC）逃避免疫识别，有效规避了头颈部肿瘤的免疫逃逸机制。此外，mRNA 疫苗能在树突状细胞中编码肽抗原并呈递在细胞表面，激活大量效应和记忆 T 细胞，解决了 HNSCC 疫苗研发中建立免疫记忆的问题。目前，已有多种 HNSCC 疫苗进入临床试验，如美国 Moderna 公司研发的针对 HPV16 相关 HNSCC 的 mRNA 疫苗已进入 3 期临床试验；个性化癌症疫苗 mRNA - 4157 在针对头颈部鳞状细胞癌等实体瘤的 1 期临床试验中，疾病控制率高达 90%。

（二）mRNA 疗法应用于细胞免疫、细胞因子和佐剂

细胞免疫疗法包括 CAR - T、iNKT、CIK 和基于树突状细胞（Dendritic Cells，DC）的免疫疗法等，mRNA 疗法已在部分领域得到应用。CAR - T 细胞疗法在治疗血液肿瘤方面潜力巨大，但在头颈部肿瘤治疗中存在制备过程复杂、成本高以及缺乏特异性 T 细胞受体导致疗效不佳等问题。mRNA 编码的 CAR - T 细胞疗法具有安全性好、制备快速的优势，有望突破传统 CAR - T 的局限。美国 BioNTech 公司的研究利用 mRNA 编码 CAR - T 细胞靶向抗原，使淋巴结中的抗原呈递细胞表达该抗原，刺激 CAR - T 细胞扩增，最终肿瘤控制率达到 86%。

mRNA 技术编码的细胞因子和佐剂在包括 HNSCC 在内的多种实体瘤治疗中被证明有效，但通常需与肿瘤疫苗或细胞免疫疗法联合使用，以避免单独使用时因治疗剂量引发的严重免疫应激。在头颈部癌细胞中，将编码 survivin 和 IL12 的 mRNA 通过电穿孔导入 DC 激活的 survivin 特异性 T 细胞，不仅增强了该细胞的活性和增殖能力，还激活了更强的先天免疫反应，在 HNSCC 治疗中取得了良好效果。

（三）mRNA 癌症疗法的策略、局限和挑战

mRNA 疗法在恶性肿瘤治疗中潜力广泛，目前的治疗策略包括纳米颗粒递送系统、靶向配体修饰、局部注射、细胞介导递送和刺激响应性递送系统等。稳定的纳米颗粒递送系统如脂质纳米颗粒（Lipid Nanoparticles，LNPs）可保护 mRNA 不被降解，并通过增强渗透和滞留（Enhanced Permeation and Retention，EPR）效应促进其在肿瘤部位积累。靶向配体修饰能增强纳米颗粒在肿瘤部位的特异性，减少脱靶效应带来的全身毒性。但多数实体瘤细胞表面缺乏合适的配体受体，限制了靶向治疗的效果。

局部注射 mRNA 药物可直接将递送系统导入肿瘤部位，避免全身毒性，提高肿瘤内 mRNA 局部浓度，增强治疗效果。然而，该策略对深部肿瘤或转移性肿瘤存在局限性，且血管丰富的肿瘤组织易导致药物扩散，对注射技术要求较高。细胞介导递送策略利用免疫细胞或干细胞的自然归巢能力实现靶向递送；刺激响应性递送系统则利用肿瘤微环境的特殊属性，如酸性条件、高还原性、特定酶过表达和缺氧等，实现 mRNA 的精准靶向释放。

mRNA 疗法在临床应用中面临诸多挑战，如肿瘤的显著异质性使递送系统难以靶向所有肿瘤细胞，降低了治疗效果；mRNA 在体内易被核酸酶降解，穿透细胞膜困难，导致递送效率低；mRNA 及其递送载体的免疫原性会引发免疫反应，导致递送系统被免疫系统清除，进一步降低疗效；全身给药的安全性问题以及脱靶效应带来的毒性或副作用也不容忽视；此外，mRNA 疗法制备过程复杂、成本高，限制了其广泛临床应用。

三、寡核苷酸药物疗法在头颈部鳞状细胞癌传统免疫疗法中的应用

寡核苷酸药物作为新型核酸药物，近年来成为研究热点。它通过结合和降解靶 mRNA 调节基因表达，包括小干扰 RNA（Small Interfering RNA，siRNA）、微小 RNA（MicroRNA，miRNA）、反义寡核苷酸（Antisense Oligonucleotides，ASOs）、含未甲基化鸟嘌呤胞嘧啶二核苷酸的寡核苷酸（CpG Oligonucleotides）、适配体和核酶等。前四种核酸药物在 HNSCC 免疫治疗领域应用广泛，适配体主要用于 HNSCC 的早期诊断和检测，核酶常与靶向 HNSCC 细胞的载体结合，用于肿瘤细胞 DNA 降解和基因编辑治疗。

（一）siRNA 药物疗法

siRNA 疗法基于 RNA 干扰（RNA Interference，RNAi）机制，在 HNSCC 免疫治疗中应用广泛。siRNA 是一种双链 RNA 分子，可与靶 mRNA 完全互补配对，引导 RNA 诱导沉默复合体（RNA - Induced Silencing Complex，RISC）特异性降解靶 mRNA，在基因调控方面具有较高特异性。通过设计与原癌基因或癌基因 mRNA 序列配对的 siRNA，可抑制这些基因的表达，对抗肿瘤发展和进展。

siRNA 疗法在 HNSCC 免疫治疗中的应用主要集中在调节免疫反应的各个方面，包括激活免疫细胞、调节免疫检查点抑制蛋白表达和控制炎症反应等。直接或间接调节免疫检查点抑制蛋白（如肿瘤细胞表面的 PD - L1 或免疫细胞表面的 PD - 1）的表达是治疗 HNSCC 的有前景的方法。虽然直接敲低肿瘤细胞 PD - L1 表达较困难，但通过 siRNA 暂时敲低免疫细胞 PD - 1 表达以激活瞬时免疫等效物是当前研究热点。间接调节免疫检查点抑制蛋白在治疗 HNSCC 中应用更广泛，许多基因的表达可直接或间接影响肿瘤或免疫细胞中免疫抑制蛋白的表达，如 HFG、STAT1、TRIM24 和 IFN - γ 信号转导相关基因等。研究表明，敲低 STAT1 可显著抑制 IFN - γ 和 IL - 27 诱导的肿瘤细胞 PD - L1 蛋白表达，减弱 HNSCC 的免疫逃逸能力；使用 siRNA 沉默 Met 相关基因可调节 HGF/MET 信号转导，进而调节 HNSCC 免疫检查点中 PD - L1 蛋白的表达，解决 HNSCC 免疫耐受问题。

（二）miRNA 药物疗法

miRNA 疗法是一种新兴的核酸治疗方法，在复杂基因调控中具有巨大潜力。miRNA 通常由内源性初级 miRNA（pri - miRNA）经 Drosha 和 Dicer 酶加工而成，与靶 mRNA 部分互补配对，导致 mRNA 降解或翻译抑制。与 siRNA 通过完全互补双链配对降解 mRNA 不同，miRNA 的部分互补结合机制使其能调节多个靶基因，参与更复杂的基因调控网络。且 miRNA 的单链结构不易被细胞识别为外来物质，稳定性更高，适合长期基因调控研究。

通过靶向多种癌症相关基因，miRNA 可长期抑制肿瘤细胞增殖和转移，在头颈部癌症免疫治疗中具有广阔前景，尤其在调节免疫细胞和抑制免疫微环境中的免疫抑制蛋白方面。研究发现，细胞外囊泡 - miRNA（Extracellular Vesicles - miRNAs，EV - miRNAs）可调节 HNSCC 微环境和免疫系统，扩增 γδ T 细胞；miR - 21 丰富的外泌体可增强髓源性抑制细胞（Myeloid - derived Suppressor Cells，MDSC）的抑制功能，抑制 γδ T 细胞，而抑制 miR - 21 外泌体则可下调免疫抑制蛋白表达，抑制肿瘤生长。miRNA 还可调节肿瘤细胞表面 PD - L1 的表达，如 let - 7 家族的 miRNA 可促进 PD - L1 降解，抑制头颈部鳞状细胞癌的免疫逃逸。

（三）反义寡核苷酸药物疗法

反义核苷酸疗法（Antisense Nucleotide Therapy，ASO）通过使用短 DNA 或 RNA 分子与特定 mRNA 结合，阻断其翻译或促进其降解，从而减少或调节靶蛋白的产生，已应用于头颈部鳞状细胞癌的研究。该疗法通过阻止癌症相关基因信息的转录和翻译来抑制肿瘤生长，涉及癌症生长、转移和肿瘤血管生成的基因，如 EGFR、CDCA1、MYC、TWIST1、VEGF、FGF 和 TGF - β 等。

ASO 在头颈部鳞状细胞癌传统免疫疗法中主要应用于细胞免疫治疗领域。局部注射髓样细胞靶向的 STAT3 反义寡核苷酸（CpG - STAT3ASO）可激活人 DC / 巨噬细胞，促进 CD8⁺ T 细胞募集，抑制 UM - SCC1 头颈部肿瘤生长。也有研究将 ASO 用作疫苗佐剂，通过多种机制调节调节性 T 细胞，调节免疫抑制蛋白表达。

（四）CpG 寡核苷酸药物疗法

含未甲基化鸟嘌呤胞嘧啶二核苷酸（CpG ODN）的寡核苷酸可激活 T 和 B 淋巴细胞、抗原呈递细胞（Antigen - Presenting Cells，APC），诱导免疫细胞产生 Th1 型炎症细胞因子，如 IFN 介导的细胞因子。CpG ODN 具有激活先天和适应性免疫反应的能力，在头颈部鳞状细胞癌疫苗佐剂治疗中前景良好。

在头颈部鳞状细胞癌免疫治疗中，CpG 核苷酸疗法主要体现在疫苗和核酸载体研究方面。基于功能化 MoS₂的纳米片递送平台可增强头颈部鳞状细胞癌的抗肿瘤免疫力；CpG 负载的纳米片 CpG@M - PL 可促进骨髓来源树突状细胞（DCs）的成熟、抗原呈递能力和促炎细胞因子产生。此外，DNA 甲基化是恶性肿瘤早期变化的特征之一，在头颈部鳞状细胞癌 DNA 甲基化研究中，应根据不同基因位点的功能变化开发不同治疗方法。研究发现，使用 CpG 核苷酸疗法处理高度甲基化的 hMLH1 基因，可影响其表达。

四、sgRNA 核酸药物疗法在头颈部鳞状细胞癌传统免疫疗法中的应用

sgRNA 是 CRISPR/Cas9 基因编辑系统的核心组件之一，常被设计用于引导 Cas9 蛋白精确编辑靶基因。CRISPR/Cas9 是一项革命性的基因编辑技术，因其编辑效率高、操作简单，在头颈部鳞状细胞癌治疗中应用广泛。其原理是利用源自细菌的 CRISPR - Cas9 系统，通过 sgRNA 识别 DNA 靶序列，然后由 Cas9 核酸酶切割 DNA 实现基因编辑。

目前，CRISPR/Cas9 技术为头颈部鳞状细胞癌免疫治疗（如 CAR - T 细胞疗法）和免疫检查点基因沉默提供了广阔应用前景。CAR - T 疗法在血液恶性肿瘤治疗中效果显著，但在实体瘤治疗中响应率较低。CRISPR/Cas9 基因编辑技术应用于头颈部鳞状细胞癌等实体瘤的 CAR - T 疗法，可有效解决这一问题。通过 CRISPR/Cas9 技术构建高表达透明质酸受体 CD44v6 的 CAR - T 细胞，对表达该亚型受体的头颈部鳞状细胞癌细胞具有优异杀伤效果，同时证明联合应用免疫检查点拮抗剂可提高肿瘤缓解效果。

在免疫逃逸高发的肿瘤如头颈部鳞状细胞癌中，利用 CRISPR/Cas9 技术构建免疫检查点基因沉默。研究使用该系统精确去除 T 细胞上的免疫抑制相关基因，如 PD - 1 和 CTLA - 4，增强 T 细胞活性和杀伤能力，提高包括头颈部鳞状细胞癌在内的肿瘤联合治疗效果。通过 CRISPR/Cas9 技术对 CD8 T 细胞进行修饰，同时敲除免疫检查点 PD - 1、LAG - 3 和 TIM - 3，可延缓肿瘤生长，提高 HNSCC 患者生存率。对于其配体 PD - L1，也有研究通过敲低肿瘤细胞和免疫抑制细胞上的 PD - L1 等免疫抑制分子表达，提高 T 细胞活性，减少 T 细胞耗竭，为免疫检查点抑制剂治疗免疫逃逸高发肿瘤提供补充。除直接靶向编辑 PD - 1/PD - L1 外，CRISPR/Cas9 技术还可编辑间接影响 PD - L1 表达的基因，如敲除口腔头颈部鳞状细胞癌细胞中的芳香烃受体（Aryl Hydrocarbon Receptor，AhR），可降低口腔鳞状细胞癌模型中多种免疫检查点免疫抑制蛋白的表达，产生完全保护性肿瘤免疫。

CRISPR/Cas9 系统还为 HNSCC 疫苗研发做出贡献，通过构建靶向核酸疫苗增强治疗效果。在一些研究中，将肿瘤抗原基因如 HPV 相关基因 E6 和 E7 敲入抗原呈递细胞（如树突状细胞），有效刺激特异性细胞免疫反应，抑制肿瘤生长。通过 CRISPR - Cas9 系统靶向编辑某些基因，可上调 HNSCC 中 MHC I 类或 MHC II 类分子的表达，如 CRISPR - Cas9 编码的 EZH2 缺陷型 HNSCC 细胞可增强膜表面 MHC I 类分子表达和抗原呈递，有效诱导抗原特异性 CD8⁺ T 细胞增殖、IFNγ 产生和肿瘤细胞毒性。

五、DNA 肽疫苗在头颈部鳞状细胞癌常规免疫疗法中的应用

DNA 肽疫苗是核酸药物疗法的延伸，融合了 DNA 编码和肽基疫苗的优势。其基本原理是利用 DNA 编码特定抗原肽，在体内表达激活免疫系统。在传染病领域，DNA 肽疫苗在新冠 DNA 肽疫苗研发中展现出一定疗效；在肿瘤学领域，在黑色素瘤等实体瘤的个性化新抗原疫苗中也有应用。

由于 DNA 肽疫苗安全性高、稳定性好、能引发全面免疫反应且具有个性化治疗潜力，在头颈部鳞状细胞癌免疫治疗中前景良好。以往 HNSCC 的 DNA 肽疫苗研究主要集中在 HPV 相关病例，而 HPV 非依赖性 HNSCC 的个性化疫苗治疗仍处于探索阶段，受新抗原筛选和抗原编码可行性限制。在一项 1/2 期临床试验 MEDI0457 中，编码 HPV16/18 E6 和 E7 蛋白的 DNA 疫苗通过电穿孔给药，成功引发 HPV 特异性 T 细胞反应。HPV 非依赖性头颈部鳞状细胞癌发病率和复发率较高，治疗效果不佳，对化疗耐药性增强。目前，开发治疗 HNSCC 的个性化 DNA 肽疫苗是研究热点。研究发现，使用靶向 HNSCC 中 MAGED4B 和 FJX1 表达的 DNA 肽疫苗，不仅可控制肿瘤生长，还能增强肿瘤微环境中 T 细胞浸润。与 PD - 1 检查点抑制剂联合使用时，可显著提高抑制剂疗效，使约 75% 的小鼠肿瘤清除。

六、核酸疗法高效利用的关键：包装和递送系统的创新

在临床应用中，mRNA 疫苗、siRNA 和 CRISPR 基因编辑工具等核酸药物易在体内降解。因此，开发更稳定的包装和递送系统对提高这些疗法的整体疗效至关重要。单一核酸药物在体内面临多种挑战，如血清和肾脏快速清除、细胞膜穿透效率低、器官靶向性不足等。为解决这些问题，出现了多种创新包装和递送方法，包括脂质纳米颗粒（LNPs）、类似外泌体的工程细胞外囊泡（Engineered Extracellular Vesicles，eEVs）、腺相关病毒载体（Adeno - Associated Viral Vectors，AAV vectors）和 DNA 折纸等。

LNPs 的迭代创新显著推动了核酸药物的临床转化。第四代可电离脂质如 SM - 102 的载药效率超过 90<