编辑推荐：
为提升癌症疫苗疗效，研究人员探究 circRNA 癌症疫苗，发现其潜力大但仍处早期阶段。
环状 RNA 癌症疫苗：癌症治疗的新希望？
在癌症治疗的战场上，免疫疗法就像一位横空出世的 “超级英雄”，给无数患者带来了新的希望。其中，疫苗作为免疫疗法的关键一环，在公共卫生和癌症管理领域都占据着重要地位。RNA 疫苗更是凭借自身独特的优势，成为了癌症免疫治疗领域的 “潜力股”。而环状 RNA（circRNA）疫苗，作为 RNA 疫苗家族中的新兴成员，正逐渐崭露头角。
传统的癌症疫苗在发展过程中面临着诸多挑战。比如，在候选疫苗的筛选上，很难精准地找到那些能有效激发免疫反应的成分；评估免疫反应也困难重重，难以准确判断疫苗是否真的能让免疫系统发挥作用；肿瘤微环境就像一个 “狡猾的敌人”，会抑制免疫反应，使得疫苗难以充分发挥功效。在这样的困境下，科研人员把目光投向了 circRNA 疫苗，期望它能成为打破僵局的 “金钥匙”。
此次研究由宁波大学医学院基础医学部生物化学与分子生物学系以及宁波大学附属第一医院胸外科的研究人员共同开展。他们深入探究了 circRNA 癌症疫苗的设计、合成、递送等多个关键环节，还分析了其在癌症治疗中的应用情况和面临的挑战。研究发现，circRNA 癌症疫苗虽然目前还处于早期发展阶段，但已经展现出了巨大的潜力，有望为癌症治疗开辟新的道路。该研究成果发表在《npj Vaccines》上。
研究人员在开展这项研究时，运用了多种关键技术方法。在合成 circRNA 方面，分别采用了化学合成、酶促合成和核糖酶合成技术。化学合成是利用氰化溴（BrCN）或 1 - 乙基 - 3-（3 - 二甲基氨基丙基）碳二亚胺（EDC）等试剂来促使线性 RNA 前体发生化学连接；酶促合成借助 T4 RNA 连接酶等，通过 ATP 依赖的方式让线性 RNA 前体形成共价键；核糖酶合成则依靠置换内含子 - 外显子（PIE）系统，由 I 组和 II 组内含子催化较长线性 RNA 前体的连接。在 circRNA 的纯化环节，运用了凝胶电泳、RNase R 处理、高效液相色谱（HPLC）以及尺寸排阻色谱（SEC）等技术，以获取高纯度的 circRNA。在疫苗递送研究中，探索了直接注射、脂质纳米颗粒（LNP）递送、体外负载到树突状细胞（DCs）等多种策略。
下面来详细看看研究的主要结果：
- circRNA 疫苗的设计策略
- 优化疫苗骨架提升翻译效率：circRNA 疫苗的效果很大程度上依赖于宿主细胞的翻译机制来产生抗原，进而激发免疫反应。因此，开放阅读框（ORF）以及促进其翻译的元件在 circRNA 线性前体（pre - circRNA）的设计中至关重要。内部核糖体进入位点（IRES）和连续的 ORF 能启动人工 circRNA 的翻译，IRES - ORF 盒是 pre - circRNA 的核心组件。此外，在 IRES 和目标基因之间加入间隔序列、优化 5’和 3’非翻译区（UTRs），都有助于提高 circRNA 的翻译效率。
- m6A 修饰降低免疫原性：N6- 甲基腺苷（m6A）修饰广泛存在于多种 RNA 分子中。对编码抗原的 circRNA 进行 m6A 修饰，可以使其更像内源性核酸，从而逃避免疫系统的监视，降低免疫原性。研究表明，m6A 修饰不会阻碍 circRNA 的翻译，还可能增强其稳定性。
- 选择靶向新抗原增强抗肿瘤特异性：基于新抗原的个性化疫苗能够引发针对个体癌症患者的广泛抗肿瘤反应，并诱导免疫记忆，实现长期的癌症控制。研究发现，circRNA 来源的新抗原能引发抗原特异性 T 细胞反应和扩增，circRNA - 新抗原疫苗在肝癌治疗中展现出了优越的肿瘤免疫治疗效果。不过，新抗原免疫治疗也面临一些挑战，比如免疫原性新抗原的数量有限、肿瘤特异性 T 细胞的疗效不足以及肿瘤细胞的免疫逃逸等。
- circRNA 的合成、纯化与递送
- 合成方法多样但各有优劣：circRNA 通常由线性 RNA 前体形成，化学合成使用 BrCN 或 EDC 等作为偶联剂，虽然合成的 circRNA 可作为翻译模板，但存在生物安全性问题；酶促合成常用 T4 RNA 连接酶，T4 RNA 连接酶 I 适合连接小片段但会产生意外产物，T4 RNA 连接酶 II 能选择性高效合成 circRNA 但也有形成副产物的可能；核糖酶合成由 I 组和 II 组内含子催化，I 组内含子应用更频繁，设计 RNA 结合蛋白（RBP）基序可增强体外环化和 circRNA 的产生。
- 纯化方法不断优化：有效纯化 circRNA 至关重要，因为其组成不平衡会导致免疫缺陷和蛋白质降解。常用的方法有凝胶电泳、RNase R 处理、HPLC 和 SEC 等。凝胶电泳可用于区分和分离 circRNA，但不适合大规模制备；RNase R 可去除线性 RNA，其效率受线性 RNA 的特定识别序列和结构影响；HPLC 能实现高纯度和大量 RNA 的制备，还能消除体外转录（IVT）过程中不需要的副产物；SEC 可根据分子大小进行分离，SEC - HPLC 联用能提高重组乙肝疫苗的均一性并用于流感病毒疫苗成分的表征。
- 递送策略各有特点：由于 RNA 分子带负电荷且分子量大，穿过细胞膜是个难题。直接注射 circRNA 操作简单，但裸 circRNA 易降解，与脂质体联合给药可保护其不被降解并增强细胞摄取；脂质体和脂质纳米颗粒（LNPs）因良好的生物相容性常用于递送 RNA，LNP 包裹 circRNA 能有效刺激免疫反应，提高抗肿瘤效果，但需优化结构以避免肝损伤；体外将 circRNA 加载到 DCs 中可触发免疫反应，纳米通道电注射（NEI）系统能高效将 circRNA 递送至 DCs，但该策略成本高且耗费人力；RNA 富集的细胞外囊泡、病毒样颗粒（VLP）和腺相关病毒（AAV）也可用于 circRNA 的递送，但目前临床应用尚处于早期阶段。
- circRNA 疫苗在癌症治疗中的应用
- circRNAOVA - luc - LNP疫苗效果显著：一项体内研究评估了 circRNAOVA - luc - LNP疫苗的疗效，该疫苗利用 OVA 抗原和 LNP 递送系统，体外合成的 circRNA 经 HPLC 纯化。实验表明，circRNA 比修饰的 mRNA 更稳定，circRNAOVA - luc - LNP疫苗能成功递送至细胞，翻译成蛋白质并引发抗肿瘤免疫反应，显示出 circRNA - LNP 平台在临床转化方面的潜力。
- 联合治疗前景广阔：circRNA 疫苗与其他治疗方法联合使用展现出了良好的效果。例如，嵌合抗原受体（CAR）T 细胞疗法与 mRNA 疫苗序贯给药在泌尿生殖系统癌症患者中产生了强大的抗肿瘤作用；circRNA 疫苗编码细胞因子可调节肿瘤内免疫反应，抑制肿瘤生长，还能增强抗程序性死亡蛋白 1（PD - 1）抗体的肿瘤抑制效果；CXCL13 作为内源性佐剂可促进 circRNA 疫苗诱导的广泛免疫保护。
研究人员指出，circRNA 疫苗为癌症治疗带来了新的希望，但目前仍处于早期阶段，还面临不少挑战。在肿瘤特异性抗原的选择上，虽然新抗原具有肿瘤特异性和高免疫原性，但新抗原特异性调节性 T 细胞（Tr1）会抑制抗肿瘤反应，人工智能（AI）技术的应用有助于发现新的抗原，推动 circRNA 疫苗的发展。在靶向递送方面，目前 LNPs 是主要的递送系统，需要进一步优化以确保有效递送，同时也应探索新的递送系统来减少脱靶效应。外源性 circRNA 与内源性生物分子之间的多维相互作用会影响疫苗疗效，可能产生意想不到的副作用。此外，目前许多 circRNA 相关疗法的早期临床试验正在进行，但尚无 circRNA 癌症疫苗获得监管批准。未来，将 circRNA 癌症疫苗与免疫检查点抑制剂（ICIs）或 CAR - T 细胞联合使用，有望提高个性化治疗效果。尽管目前 circRNA 疫苗还存在诸多问题，但随着技术的不断进步，它在预防传染病和治疗肿瘤方面有着广阔的应用前景。相信在科研人员的不懈努力下，circRNA 疫苗将为癌症患者带来更多的希望，成为癌症治疗领域的有力武器。
