mRNA-LNP疫苗通过干扰素刺激基因特征与细胞周期爆发协同调控HPV阳性头颈鳞癌的系统性免疫应答

《Molecular Therapy Nucleic Acids》：mRNA-LNP vaccination orchestrates systemic immunity to control human papillomavirus-positive head and neck squamous cell carcinoma

本研究针对mRNA疫苗在肿瘤免疫中系统免疫应答机制不清的问题，通过单细胞RNA测序技术揭示了HPV mRNA-LNP疫苗接种后肿瘤微环境、引流淋巴结、脾脏和血液中免疫景观的重塑。研究发现LNP组分可诱导干扰素刺激基因（ISG）特征介导快速非抗原特异性免疫激活，而抗原特异性细胞周期爆发通过多向分化形成抗肿瘤细胞组成。该研究为优化mRNA-LNP疫苗提供了新靶点，对HPV相关癌症治疗具有重要指导意义。

　　

在肿瘤免疫治疗领域，mRNA疫苗展现出巨大潜力，但其介导系统性免疫应答的细胞与分子动态机制仍不明确。尤其对于HPV阳性头颈鳞状细胞癌（HNSCC），如何通过mRNA-LNP疫苗接种协调局部与远端免疫位点的抗肿瘤反应，是当前研究的难点。

为揭示这一机制，四川大学华西医院任建军团队在《Molecular Therapy Nucleic Acids》发表研究，通过单细胞转录组学系统解析了HPV mRNA-LNP疫苗接种后全身免疫景观的重塑过程。研究人员采用mEERL小鼠模型，在肿瘤接种后第9、14、19天进行三次疫苗静脉注射，于第25日采集肿瘤、血液、肿瘤引流淋巴结（TDLN）和脾脏组织，通过流式细胞术分选CD45⁺免疫细胞进行scRNA-seq分析。

关键技术方法包括：建立HPV⁺ HNSCC小鼠模型并实施mRNA-LNP疫苗接种方案；通过流式细胞术分选多组织来源的CD45⁺免疫细胞；采用10x Genomics平台进行单细胞RNA测序；利用Monocle3和Slingshot进行细胞轨迹分析；通过多重免疫荧光（mIHC）验证细胞增殖标志物；开展过继转移治疗（ACT）实验验证功能性细胞亚群。

Remodeling of the systemic immune landscape induced by mRNA-LNP vaccination

研究首次揭示了mRNA-LNP疫苗接种引起的系统性免疫景观重塑。scRNA-seq鉴定出49个免疫细胞亚群，包括7个CD8⁺ T细胞、16个CD4⁺ T细胞和18个髓系细胞亚群。疫苗接种后，脾脏中活化T/B细胞减少伴随抗原呈递细胞（APC）聚集，血液中幼稚/记忆B细胞爆发，TDLN中高表达ISG的T细胞快速增加，肿瘤内效应记忆和耗竭CD8⁺ T细胞浸润显著增强，表明免疫应答呈现器官特异性协调模式。

ISG signature elicited by LNP compositions contributes to non-antigen-specific quick immune responses

研究发现LNP组分可诱导广泛的ISG特征表达。12个ISG⁺亚群（含CD8⁺ T、CD4⁺ T、γδ T和B细胞）在TDLN中比例显著升高，轨迹分析显示其均从幼稚亚群直接快速分化而来。关键发现是空载LNP载体即可诱导与完整疫苗相似的ISG表达水平（ISG15、IFI208等基因），GO分析显示这些细胞富集于抗病毒免疫和I型干扰素应答通路，证明LNP本身具有佐剂特性。

Cycling signature elicited by HPV mRNA-LNP vaccination correlated with potent antigen-specific anti-tumor immunity

研究观察到抗原特异性细胞周期爆发现象。7个循环亚群（T细胞、中性粒细胞、巨噬细胞、DC、B细胞和浆细胞）呈现组织特异性分布：T细胞增殖主要发生在血液和肿瘤，髓系细胞增殖集中于脾脏。mIHC验证疫苗接种组CD45⁺Ki67⁺细胞比例显著增加，过继转移循环细胞可介导显著肿瘤控制，表明增殖特征与抗肿瘤效能直接相关。

Cycling immune cells mediate tumor control through multi-directional differentiation into anti-tumor cell compositions

通过过继转移后scRNA-seq追踪，发现循环免疫细胞具有多向分化潜能。髓系细胞经Ly6c2⁺单核细胞向终末巨噬细胞（Spp1⁺、Foxp1⁺）和DC（Fscn1⁺、Clec9a⁺）分化，肿瘤内细胞富集TNF、NF-κB和趋化因子信号通路；B细胞在次级淋巴器官形成生发中心反应，肿瘤内激活FcγR介导的吞噬过程；NK/T细胞在淋巴器官发生效应偏向分化，肿瘤内展现NK细胞介导的细胞毒性功能。

讨论部分强调该研究揭示了mRNA-LNP疫苗的双重作用机制：LNP组分通过ISG特征介导快速非特异性免疫激活，抗原mRNA通过细胞周期爆发驱动特异性免疫应答。特别指出MC3-LNP与临床批准LNP（SM-102、ALC-0315）具有相似免疫激活特性，为临床转化提供依据。研究首次系统阐释了循环免疫细胞通过系统性多向分化协调抗肿瘤免疫的新范式，为优化疫苗设计提供了ISG⁺和循环细胞两大靶点方向。

该研究不仅深化了对mRNA疫苗系统免疫调控机制的理解，更为HPV相关癌症（如宫颈癌、头颈癌）的免疫治疗策略开发提供了重要理论依据。未来可探索将循环免疫细胞过继转移治疗与其他免疫疗法联用，进一步提升抗肿瘤效果。