近日，来自MIT的研究人员采用脂质体纳米颗粒(LNPs)辅助输送抗肿瘤mRNA疫苗进行肿瘤免疫治疗，在小鼠体内取得了很好的治疗效果。研究成果发表在《纳米快报》上。
抗肿瘤疫苗在肿瘤预防及治疗领域潜力无限，疫苗要充分发挥疗效，需要同时中和肿瘤导致的炎症反应并逆转肿瘤微环境以增强抗肿瘤T细胞的抗肿瘤效果。核酸疫苗尤其是mRNA疫苗由于具有激活主要组织相容性复合物1(MHC-Ⅰ)介导的CD8T细胞的能力，在抗肿瘤疫苗领域备受关注。临床研究表明mRNA疫苗无毒副作用，同时在部分病人身上可以诱发抗原特异性免疫反应。但是以mRNA疫苗为代表的核酸疫苗输送依然挑战巨大，mRNA要发挥作用，需要满足以下条件：有效避免被核酸酶降解，到达靶细胞，能被靶细胞吞噬并在降解之前逃离内涵-溶酶体，而单纯mRNA难以满足这些条件。
基于此，来自MIT的研究人员在前期LNPs的研究基础上(采用LNPs输送mRNA到肝细胞)，进一步研究了LNPs输送并增强抗肿瘤mRNA疫苗的功能。LNPs是一种具有诸多优势的纳米药物载体：脂质合成简单，技术成熟，因此可以大量生产;免疫增强剂可以很轻易键合在脂质体表面;此外，LNPs已经成功用于输送mRNA疫苗。
在他们的报道中，他们首先对LNPs体系进行了两轮筛选优化。他们首先研究了LNPs的组成对mRNA疫苗输送效果的影响，他们的LNPs由阳离子脂质、磷脂、胆固醇、聚乙二醇(PEG)-脂质及一种添加剂组成，阳离子脂质可以通过电荷相互作用负载带负电的mRNA，帮助细胞摄取及内涵体逃逸，磷脂和胆固醇可以稳定脂质体，PEG-脂质则可以防止脂质体聚集，从而增强体内分布。在第一轮筛选中，他们选择了5种阳离子脂质、6种磷脂、2种胆固醇、4种PEG-脂质及4种添加剂，通过LNPs包载一种特定抗原鸡白蛋白(OVA)的mRNA进行皮下注射，然后检测血液中OVA特异性的CD8T细胞比例，他们找到了三种最佳组分：阳离子脂质为cKK-E12，PEG-脂质为PEG2000-C14，添加剂为SLS。第二轮筛选中，他们改变了不同组分的比例，最终确定了一种编号为B11的LNPs为最佳输送体系。
随后，他们选择了另外两种非最佳的组分A1、A6与B11一起进行了小鼠抗癌效应验证。给小鼠皮下注射这三种LNPs输送mRNA之后24小时，该基因的表达增强了4倍，其中注射B11的小鼠在10天后仍然可以检测到该基因的表达，相比直接注射mRNA效果显著增强。通过对淋巴结免疫细胞的分析，他们发现注射B11后24小时，相应引流淋巴结有4.6%树突状细胞、1.2%的巨噬细胞及3.3%中性粒细胞表达该mRNA。最后，通过给患有肿瘤的小鼠进行疫苗注射，他们发现B11可以显著增强疫苗的抗癌效应，小鼠肿瘤体积减小了一半，平均生存期延长了接近1/2，直接注射mRNA的小鼠在肿瘤生长20天左右就全部死亡，而注射B11mRNA疫苗的小鼠生存了接近30天，其中还有小鼠在实验结束(60天)时仍然存活，没有肿瘤迹象。
作者在文末总结道：“这些结果表明LNPs可能是一种很有潜力的mRNA疫苗输送载体，可以很有效地引发肿瘤特异性细胞毒性T淋巴细胞反应，我们将进行进一步深入研究。”同时他们认为将之与不同的佐剂一起使用，也许可以进一步增强该疫苗的疗效。当然，这仅仅是一个实验室层次的早期研究，是否能在人体发挥疗效还有待进一步验证，但是这些研究结果必将促使研究人员进一步优化增强抗癌疫苗的疗效。
论文信息：Oberli M A, Reichmuth A M, Dorkin J R, et al. Lipid Nanoparticle–Assisted mRNA Delivery for Potent Cancer Immunotherapy[J]. Nano Letters, 2016.
