双功能RNA调控系统通过增强MHC-I类抗原呈递逆转肿瘤免疫逃逸

《Molecular Cancer》：Reversal of tumour immune evasion via enhanced MHC-Class-I antigen presentation by a dual-functional RNA regulated system

本研究针对肝细胞癌免疫治疗响应率低的临床难题，创新性地开发了一种双功能RNA调控系统。研究人员通过氟化脂质纳米颗粒共递送PCSK9 siRNA和肿瘤抗原mRNA，成功解决了肿瘤细胞MHC-I下调及抗原丢失两大免疫逃逸关键机制。实验结果表明，该系统可显著提升肿瘤细胞抗原呈递效率达6倍，重塑肿瘤免疫微环境，在原位肝癌模型中有效抑制肿瘤生长并延长生存期。该研究为提升mRNA疫苗疗效提供了新策略。

　　

在肝癌免疫治疗领域，尽管免疫检查点抑制剂和mRNA疫苗展现出前景，但总体响应率仍不理想。临床数据显示，晚期肝细胞癌患者对atezolizumab单药治疗的客观缓解率仅为17%，联合用药方案也仅达到27.3-36%。同样，mRNA疫苗在晚期黑色素瘤或肝癌的I期临床试验中响应率为50%。这种治疗抵抗的主要机制之一在于肿瘤细胞通过下调MHC-I类分子表达和抗原丢失来逃避免疫识别。

孟朝阳、张慧鹏等研究人员在《Molecular Cancer》发表的研究中，揭示了一种创新性解决方案。团队发现，在48例肝癌患者临床样本中，肿瘤组织的HLA-I类分子表达显著低于癌旁组织，且低表达患者的总生存期明显缩短。进一步分析发现，在众多MHC-I调控因子中，前蛋白转化酶枯草溶菌素9（PCSK9）是唯一与肝癌预后显著相关的因子。

基于这一发现，研究团队设计了一种双功能RNA调控系统——杂交核酸脂质纳米颗粒（h-LNP）。该系统采用氟化修饰的脂质纳米颗粒作为递送载体，同时包裹靶向PCSK9的小干扰RNA（siRNA）和编码肿瘤抗原的mRNA。氟化LNP具有肝脏靶向性，使其特别适用于肝癌治疗。

研究的关键技术方法包括：利用48例肝癌患者组织样本进行免疫荧光分析；通过基因表达谱交互分析筛选MHC-I调控因子；采用氟化LNP共递送siRNA和mRNA；建立原位和异位肝癌模型评估疗效；运用流式细胞术、单细胞RNA测序分析肿瘤微环境。

P<0.05,P<0.01,P<0.001,ns, no significant difference'>

低HLA I类表达水平与肝癌预后不良相关

研究发现，肝癌组织中HLA-ABC表达显著低于癌旁组织，且表达水平与患者无病生存期和总生存期呈正相关。接受免疫检查点抑制剂治疗的患者中，应答者的HLA-ABC表达水平显著高于无应答者。空间转录组分析显示，HLA-A/B/C表达下调的区域免疫细胞浸润减少，特别是CD8⁺ T细胞和巨噬细胞。

双功能RNA调控系统增强肿瘤细胞抗原呈递

研究人员通过实验确定siRNA与mRNA的最佳重量比为3:7。PCSK9敲低使MHC-I水平上调约2.5倍，抗原呈递效率提高约3倍。h-LNP处理使肿瘤细胞表面SIINFEKL-H-2K^b复合物水平达到未处理组的6倍，显著高于单独siRNA或mRNA处理组。

h-LNP促进体内抗原呈递和免疫应答

h-LNP治疗显著增强了抗原呈递细胞（APC）的抗原呈递能力，诱导了T细胞增殖和CD8⁺ T细胞比例增加。脾脏和肿瘤引流淋巴结中IFN-γ分泌T细胞水平分别提高约3倍和1.5倍。值得注意的是，PCSK9主要在肝细胞中表达，在免疫细胞中几乎不表达，确保了h-LNP对肿瘤细胞的特异性作用。

PCSK9 siRNA协同增强mRNA疫苗抗肿瘤治疗

在异位肝癌和黑色素瘤模型中，h-LNP表现出最强的肿瘤生长抑制效果。h-LNP治疗组的平均肿瘤体积仅为si-LNP或m-LNP组的1/3。在黑色素瘤模型中，7只小鼠中有3只达到肿瘤完全消退并存活超过60天。

h-LNP重编程肿瘤免疫微环境

单细胞RNA测序分析显示，h-LNP治疗显著改变了肿瘤免疫微环境组成：CD8⁺ T细胞、循环T细胞、树突状细胞和NK细胞比例增加，而单核细胞、中性粒细胞和单核样巨噬细胞比例下降。特别值得注意的是，h-LNP促进了巨噬细胞向M1表型分化，而非免疫抑制性的M2表型。

杂交核酸疫苗延长原位肝癌荷瘤小鼠生存期

在原位肝癌模型中，静脉注射h-LNP显著抑制了肿瘤生长，延长了小鼠生存期。PET-CT成像和定量分析证实了h-LNP的治疗效果。同时，h-LNP治疗增强了肿瘤细胞抗原呈递效率，促进了CD8⁺ T细胞在肿瘤微环境中的浸润和细胞毒性功能。

该研究成功构建的双功能RNA调控系统，通过靶向PCSK9增强MHC-I表达和抗原呈递，同时重塑肿瘤免疫微环境，为解决肝癌免疫治疗抵抗提供了创新性策略。氟化LNP的肝脏靶向特性使该平台特别适用于肝癌治疗，具有重要的临床转化价值。研究还发现，si-LNP可增强抗PD-1疗法在高低免疫原性肿瘤中的疗效，为联合免疫治疗提供了新思路。

这项研究不仅深化了对肿瘤免疫逃逸机制的理解，而且为开发更有效的癌症免疫治疗方案开辟了新途径，特别是为改善mRNA疫苗在实体瘤治疗中的效果提供了重要理论基础和实践依据。