基于免疫调节脂质纳米颗粒和水凝胶的环状 RNA - IL - 2 疗法：癌症免疫治疗新突破

为解决 IL - 2 治疗癌症的局限性，清华大学研究人员开展基于环状 RNA（cRNA）的 IL - 2 疗法研究，结果显示该疗法能有效抑制肿瘤，为癌症免疫治疗带来新希望。

　　肿瘤，这个医学界的 “头号难题”，一直以来都让无数患者和科研人员备受困扰。在肿瘤治疗的众多手段中，免疫治疗逐渐崭露头角，而白细胞介素 - 2（Interleukin - 2，IL - 2）作为免疫治疗的 “潜力股”，能刺激 CD8⁺T 细胞（一种在免疫反应中起关键作用的免疫细胞，可直接杀伤肿瘤细胞等靶细胞）增殖，增强机体对癌细胞的免疫应答，本应大放异彩，却因其自身存在的诸多问题而 “步履蹒跚”。IL - 2 的半衰期极短，就像一个 “短跑选手”，刚在体内发挥一点作用就迅速消失；它还会激活调节性 T 细胞（regulatory T cells，T_reg细胞，这类细胞会抑制免疫反应，阻碍免疫系统对肿瘤的攻击），削弱自身的抗肿瘤效果；此外，全身给药时，它会广泛接触循环系统，引发严重的全身毒性，甚至可能危及患者生命，这使得 IL - 2 在临床应用中的 “道路” 充满坎坷。

为了攻克这些难题，让 IL - 2 在肿瘤治疗中发挥真正的价值，清华大学的研究人员展开了一场科研攻关。他们致力于研发一种全新的基于环状 RNA（circular RNA，cRNA）的 IL - 2 疗法，经过不懈努力，取得了令人瞩目的成果，为癌症免疫治疗开辟了新的方向。

在这项研究中，研究人员运用了多种先进的技术方法。首先是纳米技术，制备了免疫调节脂质纳米颗粒（ursodeoxycholic acid lipid nanoparticles，ULNPs），用于包裹 cRNA；接着利用水凝胶技术，构建了能实现局部给药和持续释放的体系；还通过基因工程技术，设计合成了编码融合蛋白 IL - 2 - Fc（IL - 2F）的 cRNA（cRNA^{IL - 2F}）；同时，借助细胞培养、动物模型构建以及多种检测技术，如酶联免疫吸附测定（ELISA）、蛋白质免疫印迹（Western blot）、流式细胞术（FCM）等，对各项指标进行检测分析，全面评估该疗法的效果。

下面我们详细看看研究人员都取得了哪些成果。

• ULNPs - 凝胶系统的制备与表征：研究人员发现熊去氧胆酸（ursodeoxycholic acid，UDCA）与胆固醇化学结构相似，尝试用 UDCA 部分替代脂质纳米颗粒（lipid nanoparticles，LNPs）中的胆固醇来制备 ULNPs。实验表明，用 30% UDCA 替代胆固醇的 ULNPs，既能保证足够的载药能力，又不影响 cRNA 的翻译效率。这些 ULNPs 呈球形，大小均匀，平均粒径约 80nm，能有效被细胞摄取并进入细胞质。此外，研究人员还制备了一种基于硼酸酯键的中性水凝胶，它能稳定负载 ULNPs - cRNA 制剂，调节释放动力学，优化体内翻译效率。水凝胶具有高度交联的多孔结构，能将 ULNPs - cRNA 限制在给药部位，避免在其他器官的不必要积累。
• cRNA^{IL - 2F}的体外合成与评估：研究人员运用置换内含子 - 外显子（PIE）系统成功合成了 cRNA^{IL - 2F}。Sanger 测序、高效液相色谱（HPLC）和蛋白质免疫印迹分析证实了 cRNA^{IL - 2F}的成功合成、有效纯化以及 IL - 2F 融合蛋白的成功表达。与线性 mRNA^{IL - 2F}相比，cRNA^{IL - 2F}在细胞内的稳定性更高，表达时间更长，能显著提高肿瘤内 IL - 2F 的水平。同时，实验表明水凝胶的应用能将 IL - 2F 的产生和释放限制在给药部位，大大降低了全身毒性。
• UDCA 诱导 TGF - β1 降解的机制：转化生长因子 -β1（transforming growth factor - β1，TGF - β1）在调节 T_reg细胞方面起着关键作用，肿瘤分泌的 TGF - β1 会促进 T_reg细胞扩增，帮助肿瘤细胞逃避免疫系统的攻击。研究发现，UDCA 能诱导肿瘤细胞中 TGF - β1 的降解，其机制可能是通过增强 TGF - β1 与自噬体的共定位，促进 TGF - β1 的翻译后降解。这一作用有助于抵消 IL - 2 对 T_reg细胞的激活，增强 IL - 2 的抗肿瘤效果。
• 注射用 ULNPs - cRNA^{IL - 2F}@G 治疗黑色素瘤：在黑色素瘤小鼠模型中，研究人员评估了 ULNPs - cRNA^{IL - 2F}@G 的抗肿瘤效果。结果显示，该制剂显著抑制了肿瘤生长，肿瘤抑制率高达 85.1%，中位生存时间延长至 44 天。进一步研究发现，它能增强肿瘤内的免疫反应，增加肿瘤浸润 CD8⁺T 细胞的频率和增殖活性，降低 T_reg细胞的比例，提高 CD8⁺T/T_reg比值，从而有效激活抗肿瘤免疫。
• 冻干 ULNPs - cRNA^{IL - 2F}@G 治疗术后黑色素瘤：手术切除是治疗实体瘤的常用方法，但术后肿瘤复发是一个棘手的问题。研究人员制备了冻干形式的 ULNPs - cRNA^{IL - 2F}@G，并在术后黑色素瘤复发模型中进行验证。结果表明，该制剂能有效抑制术后肿瘤复发，与抗程序性死亡配体 1（PD - L1）抗体联合使用时，具有协同抗肿瘤作用，显著提高了 CD8⁺T/T_reg比值，延长了小鼠的生存时间。
• 注射用 ULNPs - cRNA^{IL - 2F}@G 治疗术后 GBM：胶质母细胞瘤（glioblastoma，GBM）是一种侵袭性很强的脑肿瘤，属于 “冷肿瘤”，对免疫治疗反应不佳。研究人员在术后 GBM 小鼠模型中发现，ULNPs - cRNA^{IL - 2F}@G 治疗能使肿瘤显著缓解，几乎完全抑制肿瘤生长，防止术后复发。该治疗还能提高肿瘤浸润 CD8⁺T 细胞的比例，降低 T_reg细胞的比例，有效逆转 GBM 的免疫抑制微环境，将 “冷肿瘤” 转化为 “热肿瘤”。同时，安全性评估显示，ULNPs - cRNA^{IL - 2F}@G 具有良好的生物安全性，在体内可降解，不会引起明显的毒副作用。

综上所述，这项研究成功开发了一种基于 ULNPs - cRNA^{IL - 2F}@G 的改进型 IL - 2 疗法。该疗法通过同时激活 CD8⁺T 细胞和抑制 T_reg细胞，实现了双重免疫调节，显著增强了抗肿瘤免疫反应，有效抑制了肿瘤生长，同时大大降低了 IL - 2 相关的全身毒性。这种疗法在黑色素瘤和 GBM 等多种肿瘤模型中都展现出了良好的治疗效果，为癌症免疫治疗提供了一种极具潜力的新方案，有望推动 IL - 2 疗法在肿瘤免疫治疗领域的广泛应用，具有重要的临床转化价值。