鼻内 RNA 疫苗：肺癌治疗的新希望 —— 激发强大 T 细胞反应，开启癌症免疫治疗新篇

《Signal Transduction and Targeted Therapy》：Intranasal prime-boost RNA vaccination elicits potent T cell response for lung cancer therapy

为解决现有 RNA 癌症疫苗的局限，清华大学研究人员开展鼻内 circRNA 疫苗治疗肺癌研究，发现其能有效抑制肿瘤且副作用小，为癌症免疫治疗提供新方向。

　　

鼻内 RNA 疫苗治疗肺癌研究解读

在癌症治疗的领域中，免疫疗法近年来备受关注。癌症免疫疗法就像是给人体的免疫系统装上了 “导航”，让它能够精准地识别并攻击癌细胞。其中，癌症疫苗作为免疫疗法的重要组成部分，能够向抗原呈递细胞展示肿瘤抗原，从而激发肿瘤特异性 T 细胞免疫反应，有望实现持久的抗肿瘤效果。然而，传统疫苗在递送肿瘤抗原和激活强大免疫反应方面存在挑战。

RNA 疫苗的出现，为癌症治疗带来了新的曙光。它能够表达多种靶抗原，还具有免疫原性，可启动强大的抗原呈递和 T 细胞反应。而且，从生产和临床应用的角度来看，RNA 疫苗具有诸多优势，如可高效大规模生产、纯度高、杂质少、质量控制规范以及制造成本低等。不过，目前获批的 RNA 疫苗大多依赖线性修饰 RNA，其严格的储存要求限制了更广泛的应用。自我扩增 RNA 虽然蛋白表达时间长，但生产和储存也面临困难。相比之下，环状 RNA（circRNA）因其共价闭合的环状结构，稳定性更高，在哺乳动物细胞中热稳定性增强，半衰期延长，生产过程也相对简单。

在给药途径方面，传统癌症疫苗多通过静脉注射，目前获批的 SARS-CoV-2 RNA 疫苗则采用肌肉注射。这些全身性给药方式虽然能激活免疫系统，但也存在潜在风险，可能引发全身炎症反应等不良反应。而对于起源于粘膜组织的癌症来说，非侵入性的呼吸道粘膜递送方法，如鼻内或吸入途径，直接在呼吸道粘膜部位刺激免疫反应，不会引发全身免疫反应，还能减轻注射带来的不适和风险，展现出了巨大的应用潜力。但目前对于 RNA 免疫后，尤其是通过粘膜途径诱导抗原特异性 T 细胞的免疫机制，人们了解得还很少。

为了探索新的癌症免疫治疗方法，清华大学的研究人员开展了一项关于鼻内 circRNA 疫苗治疗肺癌的研究。他们的研究成果发表在《Signal Transduction and Targeted Therapy》杂志上。

研究人员在研究过程中运用了多种关键技术方法。首先是 circRNA 的制备与脂质纳米颗粒（LNP）的构建，通过体外转录和拼接反应制备 circRNA，再与多种脂质成分混合形成 circRNA-LNP 复合物。然后利用动物模型，构建了多种肺癌模型，如肺转移 B16 肿瘤模型、B16-OVA_luciferase肺转移模型等。此外，还采用了单细胞 RNA 测序技术，对肿瘤模型肺组织中的 CD3⁺细胞进行分析。

下面来看看具体的研究结果：

1. 鼻内 RNA 递送启动肺组织蛋白表达：研究人员发现，circRNA 疫苗在 4°C 和 37°C 储存时，比线性 RNA 制剂具有更高的蛋白表达水平。通过对两种临床批准的可电离脂质（SM102 和 ALC-0315）的测试，确定了 SM102 - 基于 LNP 的递送系统能更高效地将 circRNA 递送至肺组织，且添加阳离子脂质 DOTAP 后，蛋白表达水平进一步提高。通过染料追踪荧光成像等技术，证实了鼻内给药后，circRNA - LNP 能在肺组织中积累并启动蛋白表达。
2. 鼻内 circRNA 疫苗介导强大的抗肿瘤反应且副作用有限：在建立的肺转移 B16 肿瘤模型中，对比不同给药途径的 circRNA 疫苗抗肿瘤效率，发现鼻内和静脉注射组在抑制肿瘤生长方面效果优于肌肉注射组，且鼻内注射组血清中促炎细胞因子 IFN - α 等水平明显低于静脉和肌肉注射组，血液和免疫细胞减少程度也更小，表明鼻内 circRNA 疫苗副作用更少。在预防性和治疗性肺转移模型中，鼻内免疫均能有效抑制肿瘤生长、延长小鼠生存期，还能诱导针对疫苗编码抗原的特异性 T 细胞活性。
3. 鼻内 circRNA 疫苗的抗肿瘤效率依赖肿瘤抗原和 cDC1：研究表明，只有编码肿瘤抗原的 RNA 疫苗才能抑制肿瘤细胞生长，且 CD8⁺T 细胞是疫苗抗肿瘤疗效不可或缺的因素。在 cDC1 敲除小鼠模型中，鼻内 circRNA 疫苗的抗肿瘤效率显著降低，说明 cDC1 在疫苗诱导的抗肿瘤免疫反应中起着关键作用，它能够呈递抗原，促进 CD8⁺T 细胞免疫。
4. AMs 和 cDC1s 主要负责增强鼻内接种后肺组织中的抗原特异性 T 细胞：通过实验发现，cDC1 和其他 CD11c⁺抗原呈递细胞均参与了 T 细胞的增强过程。肺泡巨噬细胞（AMs）和 cDC1s 能大量摄取 LNP，且与 OT - 1 细胞共培养时，能增强 IFN - γ 的产生，促进抗原特异性 T 细胞的激活和增殖。同时，研究还发现鼻内疫苗在肺组织中直接增强 T 细胞的过程依赖于 AMs 和 cDC1s，初始的抗原特异性 T 细胞启动则发生在肺外的引流淋巴结。
5. 鼻内 circRNA 疫苗增强内源性和转移的抗原特异性 T 细胞以促进抗肿瘤免疫反应：研究人员通过实验证实，鼻内 RNA 疫苗与转移的抗原特异性 T 细胞联合治疗，能显著抑制肿瘤生长。疫苗不仅能有效扩增内源性和转移的抗原特异性 T 细胞，还能诱导抗原扩散，使免疫细胞能够攻击失去原始疫苗靶向抗原的肿瘤细胞，并且可能促进记忆 T 细胞的形成。
6. 鼻内 circRNA 疫苗诱导内源性 T 细胞的功能和表型变化：通过单细胞 RNA 测序分析，发现鼻内 circRNA 疫苗能使内源性 T 细胞发生显著变化。疫苗组中，具有细胞毒性的 T 细胞簇的细胞毒性活性显著增强，记忆和效应 T 细胞簇中的细胞毒性能力也明显上调。同时，疫苗组中效应和记忆细胞的数量和比例增加，效应 CD8⁺T 细胞的抗肿瘤功能显著增强，相关 T 细胞功能和抗肿瘤细胞毒性的信号通路也得到富集。
7. 鼻内 circRNA 疫苗增强 CAR - T 细胞疗法对表达特定肿瘤相关抗原的肿瘤细胞的抗肿瘤疗效：研究发现，鼻内 RNA 疫苗能促进转移的抗原特异性 T 细胞在肺组织中扩增，延长 T 细胞转移小鼠的生存期。研究人员还开发了一种疫苗响应的 CAR - T 细胞策略，这种 CAR - T 细胞能在体外有效杀死 EGFR 过表达的 B16 肿瘤细胞。在体内实验中，与鼻内 circRNA 疫苗联合使用时，能显著抑制肿瘤生长、延长小鼠生存期，表明鼻内 RNA 疫苗可有效增强 CAR - T 细胞靶向和消除表达特定表面抗原的肿瘤细胞的能力。

综合上述研究，鼻内 circRNA 疫苗在肺癌治疗中展现出了巨大的潜力。它能够有效激活局部免疫反应，抑制肿瘤进展，同时最大限度地减少全身炎症。研究人员还阐明了 cDC1 和 AMs 在 T 细胞启动和增强过程中的作用，证实了该疫苗策略与细胞疗法联合使用可提高抗肿瘤效率。这些发现为粘膜癌症疫苗的合理设计和优化提供了重要依据，为实现强大的局部抗肿瘤活性且减少全身副作用的癌症免疫治疗开辟了新途径。未来，有望在此基础上进一步研发更有效的癌症疫苗和联合治疗方案，为癌症患者带来更多的希望。