IL-12 mRNA-LNP佐剂增强mRNA疫苗诱导的CD8+ T细胞应答及其免疫记忆形成机制研究

为解决mRNA疫苗诱导的CD8+ T细胞应答短暂且缺乏组织驻留记忆的问题，Aunins团队通过将IL-12 mRNA-LNP（LNP–IL-12）与抗原mRNA共递送，显著增强了CD8+ T细胞的扩增、效应功能及记忆形成，并在李斯特菌感染和黑色素瘤模型中验证了其保护效力。该研究为优化mRNA疫苗设计提供了新策略。

　　

论文解读
在新冠mRNA疫苗的成功背后，科学家们发现其诱导的CD8⁺
T细胞应答存在两大瓶颈：一是免疫持续时间短，需频繁加强接种；二是难以形成组织驻留记忆细胞(T_RM
)，而这类细胞对黏膜和局部感染防御至关重要。更棘手的是，传统疫苗设计难以精准调控CD8⁺
T细胞应答的强度和质量。这些问题促使研究人员探索新型佐剂策略。

来自宾夕法尼亚大学的研究团队在《Science Immunology》发表的研究中，创新性地将编码细胞因子IL-12的修饰mRNA封装进脂质纳米颗粒(LNP)，与抗原mRNA联用。他们发现，这种LNP–IL-12能显著增强CD8⁺
T细胞的扩增、效应功能及多组织记忆形成，尤其促进了肺、皮肤和肠道中T_RM
细胞的生成。在机制上，LNP–IL-12通过激活树突状细胞(cDC2s)和巨噬细胞的IL-12/IFN-γ轴，重塑了免疫微环境。该研究不仅解决了mRNA疫苗的现存缺陷，更为肿瘤免疫治疗提供了新思路。

关键技术方法
研究采用以下核心技术：1) 密码子优化的IL-12p40/p35双亚基mRNA设计；2) N1-甲基假尿苷(Ψ)修饰mRNA的LNP封装；3) OT-I T细胞过继转移模型追踪抗原特异性应答；4) 高维流式细胞术(UMAP分析)解析T细胞亚群；5) 李斯特菌-OVA(Lm-OVA)感染和B16F0-OVA黑色素瘤模型评估保护效力。

研究结果
1. 内源性IL-12非mRNA疫苗应答必需
通过IL-12p40^?/?
小鼠模型发现，mRNA-LNP本身不诱导IL-12产生，且缺失IL-12不影响CD8⁺
T细胞的初始扩增或功能。这提示需外源添加IL-12以增强应答。

2. IL-12 mRNA-LNP重塑早期免疫应答
设计的双亚基LNP–IL-12在注射后6小时达血药峰值(3.5-4 ng/ml)，72小时回落。关键发现是60%的抗原呈递细胞(H2-K^b
:SIINFEKL⁺
)能共翻译OVA和IL-12 mRNA，显著提升APC的CD80/86/PD-L1表达。

3. 增强效应与记忆CD8⁺
T细胞
与单用LNP-OVA相比，联用LNP–IL-12使OT-I T细胞扩增增加4倍，并产生异质性效应亚群(KLRG1⁺
CX3CR1⁺
)。记忆阶段则观察到：

• 脾脏中央记忆(CD62L⁺
  )和效应记忆(CD62L^?
  )T细胞增加2倍
• 肺中CD69⁺
  CD103⁺
  T_RM
  细胞提升3倍
• 0.25μg低剂量联用组仍比1μg单抗原组更具保护性

4. 跨模型验证功能增强
在SARS-CoV-2刺突蛋白(S2P)和流感血凝素(H5)疫苗中，LNP–IL-12使IFN-γ⁺
TNF-α⁺
双阳性CD8⁺
T细胞增加50%。体内杀伤实验显示靶细胞清除率从30%提升至66%。

5. 疾病模型保护验证

• Lm-OVA攻击实验中，联用组脾脏细菌载量降低100倍
• B16F0-OVA黑色素瘤模型中，联用组40天后仍抑制肿瘤生长，而单用组25天即失控

结论与意义
该研究首次证明：1) 通过LNP共递送细胞因子mRNA可精准调控疫苗应答；2) IL-12的短暂表达既能增强效应功能，又避免毒性；3) 创造了兼具循环记忆和T_RM
的免疫谱。

在应用层面，这种"可编程佐剂"策略有望解决现存mRNA疫苗的三重挑战：减少加强针频次、增强黏膜免疫、提升肿瘤治疗效果。更深远的是，该平台可扩展至其他细胞因子(如IL-21/IL-4)，为定制化疫苗设计开辟新途径。正如研究者所言："这实现了从经验佐剂到理性设计的跨越"。