综述:环状RNA疫苗:开创下一代癌症免疫治疗新纪元

【字体: 时间:2025年07月05日 来源:Cancer Pathogenesis and Therapy CS2.0

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  这篇综述系统阐述了环状RNA(circRNA)疫苗在癌症免疫治疗中的革命性潜力,重点分析了其相较于线性mRNA疫苗的稳定性优势(抗外切酶降解)、独特翻译机制(如滚环翻译)及与免疫检查点抑制剂(ICIs)的协同效应。文章深入探讨了circRNA设计(如IRES优化)、递送系统(如LNP)和免疫激活机制(如CD8+ T细胞应答),为下一代肿瘤疫苗开发提供了关键理论支撑。

  

环状RNA疫苗:开创癌症免疫治疗新纪元

摘要
环状RNA(circRNA)疫苗凭借其闭合环状结构和卓越的稳定性,正成为癌症免疫治疗的新星。与线性mRNA疫苗相比,circRNA能抵抗外切酶降解,半衰期延长至80-116小时,并通过滚环翻译(rolling circle translation)机制持续表达肿瘤抗原。这种特性使其在诱导持久免疫应答方面具有独特优势,尤其在联合免疫检查点抑制剂(如PD-1/CTLA-4)时,可显著克服肿瘤免疫逃逸。

环状RNA在癌症进展和治疗抵抗中的作用
circRNA通过充当miRNA海绵或结合RNA结合蛋白(RBPs),调控关键致癌通路。例如,circCRIM1通过吸附miR-422a激活FOXQ1,促进鼻咽癌化疗抵抗;而circHER2编码的HER2-103肽能与赫赛汀结合,抑制三阴性乳腺癌进展。在肝癌中,circβ-catenin通过Wnt信号通路驱动肿瘤侵袭,其敲除可抑制转移。这些发现揭示了circRNA作为治疗靶点的双重角色——既可促进耐药性,又能编码功能性肽段对抗肿瘤。

circRNA对比mRNA的结构优势
circRNA的5′端帽子和3′端poly(A)尾缺失使其形成共价闭合环,避免被RNase R降解。其翻译依赖内部核糖体进入位点(IRES),无需帽依赖性启动,且能通过滚环翻译生成重复抗原表位。实验显示,circRNA在体内表达抗原的时间比mRNA长2倍,且低温储存稳定性更优。此外,circRNA的“自我佐剂”效应可激活STING通路,增强树突细胞(DCs)的抗原呈递效率。

circRNA疫苗的免疫学视角
circRNA疫苗通过MHC I/II途径激活CD8+和CD4+ T细胞,并调节肿瘤微环境(TME)中的免疫抑制成分。例如,circARSP91通过上调ULBP1增强NK细胞毒性,而circUHRF1敲除可恢复T细胞对PD-1抑制剂的敏感性。在递送策略上,脂质纳米颗粒(LNP)如AX4-LNP能靶向淋巴结,减少肝毒性,而载有锰离子的LNP还可激活STING通路,增强抗肿瘤免疫。

设计与递送技术创新
circRNA合成采用四种核心方法:

  1. PIE法:利用自剪接内含子实现高效环化;
  2. 发夹核酶法:模拟病毒基因组环化机制;
  3. T4 RNA连接酶:需DNA模板辅助连接;
  4. BrCN化学连接:适用于修饰RNA。
    纯化环节中,RNase R消化结合SE-HPLC可将纯度提升至90%。而递送系统方面,裸circRNA瘤内注射已在小鼠模型中实现局部抗原表达,而LNP封装疫苗则能系统性激活T细胞应答。

临床转化挑战与前景
当前障碍包括circRNA的定量检测困难(传统测序易漏检)、递送载体生物相容性不足,以及个性化疫苗的快速制备瓶颈。然而,近期研究显示,circRNA疫苗联合过继性T细胞疗法(ACT)可诱导晚期肿瘤完全消退。未来,CRISPR-Cas13系统或能精准编辑circRNA序列,而基于患者特异性新抗原的“量体裁衣”式疫苗将成为趋势。

结语
circRNA疫苗以其“稳定表达+免疫调节”的双重特性,有望突破现有癌症疫苗的局限。随着递送技术和合成生物学的进步,这一平台或将成为下一代肿瘤免疫治疗的基石,为“冷肿瘤”免疫微环境重塑提供全新解决方案。

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