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本文聚焦癌症治疗中 mRNA 技术。详细阐述其在疫苗、抗体、共刺激剂等多方面的应用，探讨脂质纳米颗粒（LNP）等递送系统，分析面临的挑战，如递送效率、免疫原性等，并展望未来发展方向，为癌症治疗研究提供重要参考。
引言
癌症是全球主要的健康难题，在死亡率、残疾调整生命年和生命损失年等方面仅次于心血管疾病。尽管癌症治疗取得了一定进展，降低了死亡率，但仍面临着递送效率低、肿瘤异质性和脱靶效应等挑战，需要更具针对性的治疗方法。
mRNA 疗法在癌症研究中具有重要意义，它在 COVID-19 mRNA 疫苗的成功应用中展现出了巨大潜力，如辉瑞 - BioNTech 和 Moderna 的疫苗。mRNA 疗法相比传统方法具有诸多优势，例如：
- 无需基因组整合：通过体外转录合成的 mRNA，能使细胞合成编码蛋白，且不会干扰或编辑基因组 DNA。
- 稳定性和免疫原性的优化：通过核苷修饰、纯化和改进测序等方法，可增强 mRNA 在体外和体内的稳定性，并降低免疫原性。例如，使用脂质纳米颗粒（LNP）配方（BNT162b2）递送核苷修饰的 RNA 编码刺突蛋白，对冠状病毒的有效性达 95%。
- 调节肿瘤微环境和激活免疫反应：mRNA 编码的蛋白可调节肿瘤微环境（TME）或激活免疫反应。如通过 mRNA - 纳米颗粒（NP）递送恢复肿瘤抑制基因 p53 的表达，可提高肿瘤对雷帕霉素抑制剂的敏感性；mRNA 编码的细胞因子能激活体内针对肿瘤的免疫反应，包括诱导干扰素 - γ（IFN - γ）、增加 B +ve T 淋巴细胞浸润和产生免疫记忆。
- 高转染率：在癌症免疫治疗中，体外编码嵌合抗原受体（CAR）mRNA，在白血病、前列腺癌和肝癌的动物模型中显示出较高的转染率。
然而，肿瘤微环境也给 mRNA 疗法带来了诸多障碍，包括免疫抑制细胞、缺氧和致密的细胞外基质等。这些障碍影响了治疗效果，需要创新策略来克服，而 mRNA 平台为此提供了可能。
mRNA 的多样递送
mRNA 作为一种潜在的治疗选择，因其设计灵活、可规模化工业生产和多功能性而备受关注。通过纳米点可实现高细胞转染率，通过多维筛选和异构体解析可实现器官选择性递送。脂质纳米载体在提高 mRNA 转染效率方面发挥了重要作用，其中阳离子或可离子化的 LNP 是研究较多的 mRNA 递送材料。
微流体混合器方法是一种创新的合成策略，可大规模生产高效包封且均一的 LNP，符合良好生产规范标准。基于 NP 的递送系统，如聚（酰胺胺）基 NP，在将 mRNA 递送至靶细胞和组织方面展现出了前景，但仍面临着从内体有效逃逸和精确靶向组织 / 细胞的挑战。此外，开发临床适用的 mRNA 转运体、确保其在全身循环中的稳定性和降低免疫原性，是 mRNA 技术成功应用于癌症治疗的关键因素。
mRNA 疫苗
mRNA 癌症疫苗具有安全性高、易于生产、开发迅速等优点，且所需的蛋白质表达遗传元件少。它可递送多种治疗剂，调节免疫反应，产生癌症特异性 T 细胞，在癌症免疫治疗中具有广阔的应用前景。
目前，已有针对激素难治性前列腺癌的疫苗 sipuleucel - T（Provenge）获得美国食品药品监督管理局（FDA）批准，也有疫苗用于预防由乙肝病毒（HBV）引起的肝细胞癌（HCC）和由人乳头瘤病毒（HPV）引起的宫颈癌。这些成功案例推动了针对肿瘤细胞特异性表达的抗原（肿瘤相关抗原，TAAs）疫苗的研发。
肿瘤特异性新抗原在 mRNA 疫苗领域备受关注。新抗原是由体细胞突变产生的肿瘤特异性蛋白，在正常组织中不存在，可被免疫系统识别为外来抗原，是癌症免疫治疗的理想靶点。mRNA 疫苗通过编码肿瘤特异性新抗原，可激发强烈而精确的免疫反应，增强抗肿瘤免疫力，同时减少脱靶效应。在近期的临床试验中，基于新抗原的 mRNA 疫苗在黑色素瘤和胰腺癌患者中显示出了改善无复发生存期（RFS）的潜力。
此外，研究人员还在开发新型 mRNA 疫苗平台，旨在靶向多种肿瘤抗原。个性化 mRNA 疫苗根据患者个体情况定制，在临床试验中与现有疗法（如免疫检查点抑制剂和传统治疗）联合使用时，展现出了良好的疗效。同时，通过使用修饰脂质体、改善耗尽 T 细胞的反应以及应用 mRNA 修饰（如假尿苷）等方法，可增强免疫细胞对新抗原的反应，提高 mRNA 的稳定性和翻译效率。
DC 细胞在 mRNA 疫苗的免疫反应中也发挥着重要作用。DC - 基于的疫苗利用负载肿瘤抗原的自体 DC 细胞刺激抗肿瘤免疫反应，而 mRNA 疫苗可直接在体内表达肿瘤特异性抗原，无需体外 DC 细胞操作，两者的协同作用可改善肿瘤特异性 T 细胞反应。
基于 NP 的 mRNA 递送
将 mRNA 包裹在 LNP 中是一种先进的 mRNA 递送方法。LNP 通常由可离子化或阳离子脂质或聚合物、两性离子脂质、胆固醇和聚乙二醇（PEG） - 脂质四种关键成分组成。虽然 LNP 介导的 mRNA 递送机制尚未完全明确，但已取得了显著进展。
研究人员对 LNP 进行了优化，以实现对免疫细胞的高效 mRNA 递送。例如，化学修饰（如 N1mψ）可显著改善 mRNA 在巨噬细胞和人原代 T 细胞中的递送和翻译；靶向淋巴结的 LNP 可增强 mRNA 递送，提高 CD8+ T 细胞对编码抗原的反应，与 PD - 1 疗法联合使用时，对黑色素瘤模型具有更好的治疗效果；通过三组分反应合成的功能性可离子化脂质，可激活干扰素基因刺激蛋白（STING）通路，诱导强大的抗肿瘤免疫反应。
除了 LNP，有机和无机纳米载体也广泛应用于 mRNA 递送。这些纳米载体可改善药物稳定性、靶向特定细胞并控制释放，减少副作用。例如，pH 敏感的 LNP 可根据 pKa 值的不同，实现对活化肝星状细胞（HSCs）的高效 mRNA 递送；优化 PEG 连接子长度的甘露糖修饰脂质体，可有效将 mRNA 递送至 DC 细胞，增强转染和抗原呈递能力，在小鼠模型中显示出良好的肿瘤抑制效果和安全性。此外，工程化的细菌外膜囊泡（OMVs）和基于交替共聚物 “PHTA” 的 PNP，也在提高 mRNA 疫苗疗效方面展现出了潜力。
mRNA 抗体
抗体疗法是治疗癌症的重要生物制剂之一，但单克隆抗体（mAbs）和片段在使用过程中存在一些问题，如需要保证在肿瘤部位的高浓度和长期存在。使用 mRNA 编码抗体为癌症治疗提供了一种独特的选择。
通过将定制的 mRNA 递送至靶细胞，利用宿主细胞的翻译系统合成所需的抗体蛋白，可确保全尺寸单体抗体的正确组装和翻译后修饰。例如，通过 LNP 递送 mRNA 编码的抗原，可增加小鼠体内 SARS - CoV - 2 抗体水平；成功递送环状 mRNA 编码细胞因子，可增强 T 细胞在肿瘤微环境中的激活，促进免疫细胞浸润和肿瘤抑制。
针对人表皮生长因子受体 2（HER2）的研究表明，HER2 过表达与多种癌症的发生发展相关。使用 mRNA 编码的抗 HER2 抗体，如通过 LNP 递送 anti - HER2 mRNA，可在小鼠体内产生 trastuzumab，有效延缓 HER2 阳性肿瘤的形成。此外，双特异性 T 细胞衔接抗体可激活多克隆 T 细胞，靶向并杀死癌细胞。目前，已有两种基于 mRNA 的抗体治疗正在进行临床试验，用于治疗实体瘤。
mRNA 共刺激剂
T 细胞的激活和功能受细胞表面共刺激域分子的调节，在癌症治疗中，肿瘤浸润免疫细胞中共刺激分子水平的降低会阻碍有效的免疫反应。因此，开发增强 T 细胞共刺激的策略对于提高抗肿瘤免疫反应、克服肿瘤细胞的免疫逃逸至关重要。
研究人员开发了针对免疫细胞的纳米材料，用于调节共刺激分子的表达。例如，PL1 纳米颗粒可递送 OX40 mRNA，增强 OX40 在 T 细胞中的表达，与抗 OX40 抗体联合治疗可有效减缓肿瘤生长；PL1 - CD137 mRNA 可抑制黑色素瘤和淋巴瘤模型中的肿瘤生长；PL1 - OX40 mRNA 治疗可降低肿瘤生长，延长小鼠生存期，部分小鼠肿瘤完全消退。此外，将 mRNA 编码的免疫刺激分子直接递送至肿瘤内，可重编程肿瘤微环境，诱导持续的肿瘤消退，与免疫检查点阻断协同作用，并赋予对远处肿瘤再挑战的抵抗力。
mRNA 细胞因子
细胞因子在免疫反应中起着关键作用，它们是免疫细胞之间的信使。在肿瘤微环境中，细胞因子的产生可刺激或抑制肿瘤生长，这取决于细胞因子的种类和浓度。例如，白细胞介素 - 2（IL - 2）、干扰素 - γ（IFN - γ）和白细胞介素 - 12（IL - 12）等细胞因子可抑制肿瘤生长，而白细胞介素、肿瘤坏死因子 - α（TNF - α）、转化生长因子 - β（TGF - β）、干扰素和血管内皮生长因子（VEGF）等则可促进肿瘤生长。
基于细胞因子的疗法是一种潜在的癌症治疗选择，但传统的细胞因子全身给药常伴有严重的剂量限制性毒性，且单药治疗未显示出明显的临床益处。近年来，研究发现通过 mRNA 编码细胞因子进行治疗是一种安全的方法。在小鼠肿瘤模型中，瘤内注射编码 IL - 12、IFN - α、粒细胞 - 巨噬细胞集落刺激因子（GM - CSF）和 IL - 15 的 mRNA，可诱导抗肿瘤免疫反应，与抗 PD - 1 疗法联合使用可增强抗肿瘤效果，延长小鼠生存期。此外，通过离子化 LNP 递送细胞因子编码 mRNA，可有效减少肿瘤进展，增加免疫细胞浸润。
除了细胞因子，趋化因子在癌症免疫治疗中也受到关注。例如，LNP 配制的 mRNA 表达 BisCCL2/5i，可减少肿瘤微环境中的免疫抑制，促进肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）向抗癌的 M1 表型极化，与 PD - L1 疗法联合使用可提高小鼠生存率。目前，已有多种基于 mRNA 的细胞因子治疗正在进行临床试验。
mRNA 蛋白替代疗法
mRNA 蛋白替代疗法是一种新兴的治疗遗传疾病和癌症的方法，它利用细胞机制合成治疗性蛋白质。与传统基因治疗相比，mRNA 疗法具有瞬时性和可控性，可减少永久性基因改变带来的风险。
然而，外源性治疗性蛋白质的给药面临诸多挑战，如递送效率低、细胞或亚细胞定位困难、生产成本高和免疫清除等。mRNA 工程技术的进步为体内制造治疗性蛋白质提供了一种有吸引力的方法。例如，通过纳米颗粒递送 mRNA 编码的肿瘤抑制基因，可恢复肿瘤抑制<
