信使RNA（mRNA）疫苗是一种前景广阔的癌症治疗策略。然而，mRNA癌症疫苗的开发面临诸多挑战，包括mRNA不稳定性、递送系统效率低下以及潜在的生物安全性问题。解决这些问题需要优化mRNA设计、开发新型递送载体并增强免疫应答。
2025年11月7日，浙江大学吴健，童荣亮和复旦大学陈迪宇共同通讯在Hepatology（IF=12.9）在线发表题为“GPC3-based circular RNA vaccine suppresses hepatocellular carcinoma progression by activating adaptive immune responses”的研究论文。该研究设计了一种编码GPC3的circRNA疫苗用于治疗HCC，并评估了circGPC3疫苗的治疗效果与安全性。研究证实，circGPC3疫苗能够实现持续的抗原生产，克服了传统mRNA疫苗的固有局限性，从而诱导出更强劲且持久的抗肿瘤免疫应答。此外，作者联合使用了Toll样受体4（TLR4）激动剂作为佐剂，以进一步增强免疫应答。CircGPC3疫苗联合TLR4激动剂可有效抑制HCC的肿瘤进展。作者采用多重免疫荧光、单细胞测序、空间转录组学及质谱流式技术，对联合治疗后小鼠的肿瘤微环境（TME）进行了表征，并深入阐明了其作用机制。 从机制上讲，circGPC3疫苗显著增强了免疫蛋白酶体介导的抗原呈递，并通过主要组织相容性复合体I类（MHC-I）途径加强了1型经典树突状细胞（cDC1）与CD8⁺ T淋巴细胞之间的相互作用，从而促进了更有效的适应性免疫应答启动，并重塑了TME。综上，与mRNA癌症疫苗相比，circGPC3癌症疫苗展现出更优异的疗效。当进一步与TLR4激动剂联用时，它能够打破HCC中的免疫耐受，为HCC提供了一种极具转化潜力的治疗策略。 当前，多种免疫疗法已被应用于恶性肿瘤的治疗。治疗性肿瘤疫苗作为一种创新型免疫疗法，近年来受到越来越多的关注。其在恶性肿瘤治疗中表现出较高的特异性、安全性和耐受性。然而，稳定抗原的产生仍是一个关键挑战，限制了肿瘤疫苗的疗效。随着mRNA平台在COVID-19大流行期间的成功，数种基于mRNA的肿瘤疫苗已进入临床试验阶段。与具有整合至宿主基因组风险的DNA疫苗，以及面临人类白细胞抗原（HLA）限制和制备复杂等挑战的多肽疫苗相比，mRNA疫苗提供了一种新的替代方案。它能够编码肿瘤抗原和/或免疫调节分子，这是诱导适应性免疫应答和固有免疫应答的关键优势。 尽管具有这些优点，mRNA疫苗仍面临不稳定、可能引发免疫耐受以及递送系统效率低等挑战。此外，通过体外转录（IVT）生产的mRNA在细胞内的半衰期相对较短，需要进行核苷替换、甲基鸟苷加帽及密码子优化等修饰以提高其稳定性。然而，这些修饰显著增加了生产成本，却未能大幅提升稳定性。更有研究指出，系统性修饰（例如n1-甲基假尿苷，m1Ψ）可能在翻译过程中引起核糖体移码，这在接受COVID-19 mRNA疫苗的个体中已有报道。因此，能够提高RNA稳定性并延长蛋白表达时长的替代方法，有望充分释放RNA疫苗在肿瘤治疗中的潜力。 环状RNA（circRNA）是一类共价闭合的非编码RNA。与mRNA相比，其环状结构可抵抗核酸外切酶降解，从而增强稳定性，延长其在体内的存续时间并改善抗原表达。在肿瘤免疫治疗中，持续的抗原表达是激发长效且有效的抗肿瘤免疫应答的关键。近期研究表明，尽管缺乏5'端帽结构，circRNA仍可通过内部核糖体进入位点（IRES）介导核糖体起始和蛋白质翻译。这使得circRNA成为一种具有潜力的免疫原递送载体。Wei团队开发了一种circRNA-RBD疫苗平台，该平台能在小鼠和恒河猴中对SARS-CoV-2变异株提供有效保护，且不引发症状，证明了基于circRNA的疫苗具有良好的安全性和耐受性。 鉴定具有高免疫原性和精确靶点特异性的抗原，对于诱导强效且持久的免疫应答至关重要。Glypican-3（GPC3）是硫酸乙酰肝素蛋白聚糖家族成员，通过糖基磷脂酰肌醇（GPI）锚定于细胞膜。GPC3在肝细胞癌（HCC）中高表达，使其成为一种特异性生物标志物。其诊断HCC的敏感性和特异性分别为68%和92%。目前，多种基于GPC3的候选疗法正处于临床试验阶段，包括单克隆抗体、双特异性抗体以及嵌合抗原受体T细胞（CAR-T）疗法。然而，全球范围内尚未有靶向GPC3的药物获批用于临床。临床试验显示，基于GPC3的多肽疫苗作为单一疗法抗肿瘤效果有限，这可能源于其抗原片段有限，从而限制了整体免疫应答的强度。因此，亟需改进现有免疫治疗策略。
基于GPC3的RNA肿瘤疫苗提供了一种具有吸引力的替代方案。RNA疫苗能够编码完整抗原，涵盖所有免疫表位，从而诱导更全面的免疫应答。此外，RNA疫苗的生产工艺更为简便且成本效益更高。然而，目前尚无靶向GPC3编码抗原的RNA肿瘤疫苗。本研究旨在开发一种基于circRNA、靶向肿瘤相关抗原（TAA）GPC3的肿瘤疫苗，以提高抗原稳定性及抗肿瘤疗效。作者还引入了免疫佐剂以进一步增强免疫应答，并对其潜在作用机制进行了探讨。本研究可能为提升肝细胞癌免疫治疗效果提供一种有前景的策略。
摘译自JIANG Y, LI Y, WU T, et al. GPC3-based circular RNA vaccine suppresses hepatocellular carcinoma progression by activating adaptive immune responses[J]. Hepatology, 2025. DOI: 10.1097/HEP.0000000000001605. [Epub ahead of print].
转自 iNature
