目前的 mRNA 疫苗設(shè)計(jì)依賴于將有效負(fù)載包裝到納米顆粒核心中以與免疫細(xì)胞中的 Toll 樣受體結(jié)合，而不同的是，系統(tǒng)施用的RNA-LPA會激活基質(zhì)細(xì)胞中的 RIG-I，引發(fā)大量細(xì)胞因子/趨化因子反應(yīng)和樹突狀細(xì)胞/淋巴細(xì)胞運(yùn)輸，從而引發(fā) 癌癥免疫原性并介導(dǎo)早期和晚期小鼠腫瘤模型的排斥。之前類似的研究設(shè)計(jì)雖然具有一定的效果，但由于受到免疫抑制性腫瘤微環(huán)境（tumor microenvironment, TME）的限制，以及顆粒mRNA載量限制，以前的mRNA疫苗很難有效抑制腫瘤進(jìn)展。

        近日，來自美國佛羅里達(dá)大學(xué)的Elias J. Sayour等在Cell雜志發(fā)表了RNA aggregates harness the danger response for potent cancer immunotherapy文章，他們構(gòu)建了一種新的mRNA疫苗遞送體系（RNA-LPA），擴(kuò)大了脂質(zhì)納米顆粒的粒徑的載量，并成功用于腫瘤mRNA疫苗的設(shè)計(jì)和試驗(yàn)。

        研究人員利用mRNA作為分子橋，并使用脂質(zhì)、膽固醇以及PEG等作為輔助最終構(gòu)建了新的遞送系統(tǒng)RNA LPAs。新的陽離子顆粒能夠形成200-500 nm的聚合體，其zeta電位約為50 mV。通過聚集，顆粒的粒徑在不斷增大，包括Cas9-sgRNA和質(zhì)粒DNA在內(nèi)的所有核酸分子都能成功包裝進(jìn)入脂質(zhì)體內(nèi)。體外實(shí)驗(yàn)顯示，這些RNA-LPAs能夠穩(wěn)定的表達(dá)抗原表位的mRNA并用于MHC呈遞。研究人員還發(fā)現(xiàn)，RNA脂質(zhì)顆粒聚合體的功能與聚合體中RNA和LPA的比例有關(guān)，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)，研究人員最終確定了RNA:LPA為1:15的比例進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)。

mRNA-LPA的作用機(jī)制（圖片來源：Nature）

        進(jìn)一步在B16F0腫瘤模型中檢測了RNA-LPAs的效果，結(jié)果顯示，RNA-LPAs的抗腫瘤功能主要來自大的聚合體（200-500 nm），另外，腫瘤特異的mRNA比非特異mRNA對照的效果好，免疫過的動物能夠抵抗腫瘤細(xì)胞二次接種引起的腫瘤復(fù)發(fā)，而在重度免疫缺陷SCID小鼠中，來自腫瘤組織的mRNA-LPAs的優(yōu)異效果消失，說明了機(jī)體抗原特異以及適應(yīng)性免疫系統(tǒng)在RNA-LPAs中發(fā)揮的重要作用。RNA-LPAs能夠遞送多種不同的負(fù)載，比如同時(shí)遞送GFP mRNA和靶向PD-L1的siRNA，在目標(biāo)細(xì)胞中實(shí)現(xiàn)GFP表達(dá)和PD-L1敲低的聯(lián)合效果。RNA-LPAs還能與免疫檢查點(diǎn)協(xié)同發(fā)揮作用，在B16F0黑色素瘤小鼠模型中，這種聯(lián)合策略能夠增加針對腫瘤mRNA源的gp-100特異性腫瘤浸潤性淋巴細(xì)胞的數(shù)量。

        接下來研究人員探究了RNA-LPAs的作用機(jī)制，通過在tdTomato小鼠中注射編碼Cre的RNA-LPAs，研究人員發(fā)現(xiàn)其定位在脾臟白髓的交界處，并在周圍血管基質(zhì)細(xì)胞中誘導(dǎo)tdTomato的表達(dá)。共定位分析顯示，表達(dá)tdTomato的細(xì)胞是層粘連蛋白陽性的，這表明它們是脾臟和淋巴結(jié)中的成纖維細(xì)胞網(wǎng)狀細(xì)胞（fibroblastic reticular cells, FRCs）。這些發(fā)現(xiàn)表明了RNA-LPAs在脾臟和淋巴結(jié)中的定位模式，并暗示了它們可能在全身的網(wǎng)狀內(nèi)皮（reticuloendothelial, RE）器官中有類似的分布。

        體內(nèi)實(shí)驗(yàn)中，RNA-LPA注射在血液中誘發(fā)了細(xì)胞因子的快速上調(diào)，包括CCL2，CCL4，CXCL9-10等，細(xì)胞因子反應(yīng)在注射后6小時(shí)達(dá)到頂峰，24小時(shí)后逐漸消退。同時(shí)，RNA-LPA誘發(fā)了外周血單核細(xì)胞（peripheral blood mononuclear cells, PBMCs）的招募，其表現(xiàn)為短暫性單核細(xì)胞減少癥（monocytopenia）和淋巴細(xì)胞減少癥（lymphopenia），以及淋巴網(wǎng)站器官中活化的DC細(xì)胞和T細(xì)胞數(shù)量的增加。有趣的是，這些免疫學(xué)現(xiàn)象不止在外周循環(huán)系統(tǒng)中出現(xiàn)，還在腫瘤微環(huán)境（TME）中也有類似的現(xiàn)象。TME中的炎癥變化發(fā)生在RNA-LPA注射的48小時(shí)之內(nèi)，主要表現(xiàn)為抗原呈遞、IFN信號通路以及細(xì)胞毒性相關(guān)基因表達(dá)增強(qiáng)，同時(shí)免疫細(xì)胞向TME的浸潤也獲得增強(qiáng)。

       通過臨床實(shí)驗(yàn)（NCT04573140）對RNA-LPA的可行性、安全性和活性進(jìn)行了評估。研究人員發(fā)現(xiàn)RNA-LPA在病人體內(nèi)誘發(fā)了快速的炎癥反應(yīng)和短暫的單核細(xì)胞減少（2小時(shí)）以及淋巴細(xì)胞減少（6小時(shí)），另外，外周血中APCs也快速減少，說明它們被招募到了淋巴器官中。外周血中循環(huán)DCs和CD8淋巴細(xì)胞數(shù)目快速增加。與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)相比，RNA-LPA病人的無進(jìn)展生存期從6個(gè)月增加到8個(gè)月和9個(gè)月，證明了RNA-LPA技術(shù)對腫瘤的治療有非常好的效果，能夠引起動物或者病人外周血炎癥反應(yīng)，對TME進(jìn)行重塑，大大提高了病人的生存能力，為多種腫瘤的治療提供了新的方法。

原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.cell.2024.04.003

關(guān)聯(lián)產(chǎn)品：

CCL4抗體
B2M/HLA人源化小鼠