将可电离脂质与油酸及维生素E支架结合，用于RNA癌症疫苗的递送

《Journal of Controlled Release》：Combination of ionizable lipids with oleic acid and vitamin E scaffolds for RNA cancer vaccine delivery

mRNA疫苗的脂质纳米颗粒（LNP）递送系统通过结合离子脂质SS-OP（高转染活性）和SS-EC（高佐剂活性）形成OP/EC复合型LNP，显著增强CD8+ T细胞对肿瘤新抗原mCdt1、mScarb2、mZfp106的特异性免疫应答，并抑制YTN16胃癌模型肿瘤生长。该研究为个性化癌症mRNA疫苗开发提供了高效递送平台。

　　本研究聚焦于脂质纳米颗粒（Lipid Nanoparticles, LNPs）在RNA疫苗中的应用，特别是针对癌症治疗的潜力。LNPs作为一种载体，已被广泛用于封装体外转录的mRNA（In Vitro Transcribed mRNA, IVT-mRNA），以实现对目标抗原的高效递送。随着对RNA疫苗技术的不断探索，LNPs的作用逐渐被揭示为不仅限于递送mRNA，还具备激活先天免疫系统的佐剂功能。这一双重特性使得LNPs成为一种极具前景的疫苗平台，尤其是在癌症免疫治疗领域。

在本研究中，研究人员开发了一种新型的LNP配方，即LNP_OP/EC，该配方结合了两种离子型脂质：一种基于油酸骨架（ssPalmO-Phe；SS-OP），具有高转染活性；另一种基于维生素E骨架（ssPalmE；SS-EC），具有显著的佐剂活性。这种组合设计旨在最大化RNA疫苗的免疫激活能力，同时确保mRNA能够有效地进入细胞质并表达。通过在肿瘤小鼠模型中进行实验，研究团队验证了LNP_OP/EC在诱导细胞免疫反应和抑制肿瘤生长方面的有效性。

实验结果表明，LNP_OP/EC在E.G7-OVA肿瘤模型中表现出优异的抗肿瘤效果。E.G7-OVA是一种常用于癌症免疫研究的模型细胞，其表面表达卵白蛋白（OVA）抗原，能够有效激活CD8+ T细胞。CD8+ T细胞在细胞免疫中起着关键作用，能够直接识别并杀死表达特定抗原的肿瘤细胞。研究发现，LNP_OP/EC不仅能够显著提高CD8+ T细胞的活性，还能有效抑制肿瘤的生长。此外，该配方还显示出对YTN16细胞中三个新抗原（mCdt1、mScarb2和mZfp106）的强效识别能力，进一步表明其在个性化癌症疫苗中的应用潜力。

在癌症免疫治疗中，抗原的选择是决定疫苗效果的重要因素。肿瘤相关抗原（Tumor-Associated Antigens, TAAs）和新抗原（Neoantigens）是两种主要的抗原类型。TAAs在肿瘤组织中表达水平高于正常组织，因此可以作为癌症治疗的靶点。然而，TAAs在正常组织中的存在可能导致免疫耐受，从而降低疫苗的有效性。相比之下，新抗原是肿瘤细胞中由于基因突变而产生的独特蛋白，这些蛋白在正常组织中并不存在，因此是理想的个性化疫苗靶点。近年来，个性化mRNA新抗原疫苗在临床试验中展现出显著的疗效，特别是在黑色素瘤、胃肠道癌症和三阴性乳腺癌等疾病中，能够有效激活针对新抗原的CD4+和CD8+ T细胞，从而降低转移风险并延长无进展生存期。

尽管mRNA疫苗在临床应用中取得了显著进展，但在早期开发过程中，研究人员面临诸多挑战。其中，一个主要问题是如何避免mRNA在体外环境中被酶降解。此外，mRNA的高免疫原性也可能引发强烈的抗病毒反应，导致翻译抑制或细胞死亡。为了解决这些问题，科学家们采取了多种策略，包括在mRNA的5′端添加帽结构、在3′端添加poly(A)尾、对尿苷核苷酸进行修饰以及去除双链RNA（dsRNA）污染。这些改进使得化学修饰和纯化的IVT-mRNA更适合临床使用。

与此同时，纳米制剂的发展为mRNA的递送提供了新的解决方案。聚合物基载体和脂质基载体均被研究用于mRNA的高效递送，其中脂质纳米颗粒因其良好的生物相容性和可控的递送特性而受到广泛关注。在新冠疫情期间，基于LNP的mRNA疫苗（如Moderna的Spikevax?和Pfizer/BioNTech的Comirnaty?）的批准标志着LNPs在疫苗开发中的巨大成功。这些疫苗不仅在预防病毒感染方面表现出色，还为其他疾病的疫苗开发提供了重要启示。

在癌症治疗领域，基于LNP的mRNA疫苗同样展现出广阔的应用前景。Moderna的mRNA-4157（NCT03897881）和BioNTech的autogene cevumeran（NCT04486378）等个性化新抗原疫苗已在临床试验中取得初步成果，显著降低了黑色素瘤和胰腺癌患者的复发或死亡风险。这些成功案例表明，通过精准设计疫苗中的抗原成分，可以实现对特定肿瘤的高效免疫应答。

然而，LNPs在疫苗中的作用不仅仅局限于抗原的递送。越来越多的研究表明，LNPs本身具有内在的佐剂特性，能够在不携带mRNA的情况下激活免疫系统。例如，Acuitas Therapeutics开发的脂质纳米颗粒已被证明能够通过调节单核细胞来源树突状细胞（Monocyte-Derived Dendritic Cells, MDDCs）的CD40和CD83表达，促进其成熟，从而增强免疫应答。此外，空载的LNPs还能够激活T滤泡辅助细胞（T follicular helper cells, Tfh cells）和B细胞，进一步提升疫苗的免疫效果。

基于这一认识，本研究通过将两种不同功能的离子型脂质结合在一起，设计出LNP_OP/EC这一新型疫苗载体。该配方在肿瘤模型中表现出优异的免疫激活能力，能够显著增强CD8+ T细胞对新抗原的识别和杀伤作用。这种增强的免疫反应不仅有助于控制肿瘤的生长，还可能对癌症的长期免疫记忆产生积极影响，从而提高疫苗的疗效和持久性。

为了进一步验证LNP_OP/EC的免疫效果，研究团队选择了E.G7-OVA细胞作为模型，评估其在表达OVA抗原后的免疫激活能力。随后，他们在YTN16细胞模型中测试了该配方对三个新抗原（mCdt1、mScarb2和mZfp106）的识别效果。YTN16细胞是一种来源于小鼠胃部的肿瘤细胞，其表达的这三个新抗原在临床癌症治疗中具有重要价值。实验结果表明，LNP_OP/EC能够有效激活针对这些新抗原的CD8+ T细胞，从而实现对肿瘤的免疫攻击。

此外，研究还探讨了不同离子型脂质对mRNA递送和免疫激活的影响。结果显示，虽然ssPalmE配方在基因表达方面的能力较弱，但其佐剂活性显著，能够在不依赖高表达水平的情况下激活强大的细胞免疫反应。这一发现为未来疫苗设计提供了新的思路，即可以通过调整脂质成分的组合，实现对免疫反应的精准调控。例如，在某些情况下，可能更倾向于使用具有强佐剂活性的脂质，以增强疫苗的整体免疫效果，而不必过分追求mRNA的高表达水平。

在动物实验中，研究团队采用了C57BL/6J小鼠作为实验对象，这些小鼠具有良好的免疫系统，适合用于评估疫苗的免疫反应和抗肿瘤效果。实验过程中，研究人员严格遵循动物伦理规范，确保实验的科学性和动物福利。所有实验方案均经过相关伦理委员会的审核和批准，以保障研究的合规性。

本研究的成果不仅为RNA疫苗的发展提供了新的方向，也为癌症免疫治疗开辟了新的可能性。LNP_OP/EC的开发表明，通过合理设计脂质成分的组合，可以实现对mRNA递送和免疫激活的双重优化。这种优化策略有望提高疫苗的整体效果，使其在临床应用中更具优势。同时，研究结果也为未来个性化癌症疫苗的设计提供了理论支持和技术参考。

在未来的癌症免疫治疗研究中，LNP_OP/EC这类新型载体可能在多个方面发挥作用。首先，它们可以用于开发针对多种癌症类型的疫苗，特别是那些具有复杂抗原谱的肿瘤。其次，通过调整脂质成分的比例，可以进一步优化疫苗的免疫激活能力和mRNA的递送效率。此外，LNP_OP/EC的开发还可能促进疫苗在临床前研究和临床试验中的应用，为患者提供更加精准和有效的治疗方案。

总之，本研究通过将两种不同功能的离子型脂质结合在一起，开发出了一种具有增强免疫激活能力的LNP配方。这一配方在肿瘤模型中表现出良好的抗肿瘤效果，为RNA疫苗在癌症治疗中的应用提供了新的思路。未来，随着对LNPs功能的进一步研究和优化，这类疫苗有望在临床实践中发挥更大的作用，为癌症患者带来更多的希望。