专家论坛｜沈柏用：mRNA疫苗——胰腺癌个性化治疗新曙光

摘要：胰腺癌作为消化系统中恶性程度极高的肿瘤之一，其全球年发病率约为13.1/10万，且死亡率与发病率几乎持平，5年生存率仅约13%。在所有胰腺癌病理类型中，胰腺导管腺癌占比超过90%，其早期症状隐匿且侵袭性强，约80%的患者在确诊时已发生远处转移，从而失去根治性手

胰腺癌作为消化系统中恶性程度极高的肿瘤之一，其全球年发病率约为13.1/10万，且死亡率与发病率几乎持平，5年生存率仅约13%。在所有胰腺癌病理类型中，胰腺导管腺癌占比超过90%，其早期症状隐匿且侵袭性强，约80%的患者在确诊时已发生远处转移，从而失去根治性手术的机会。尽管手术根治性切除被认为是唯一潜在的治愈手段，但仅适用于15%～20%的相对早期患者，且术后极易复发。在胰腺癌的辅助治疗方面，目前主要采用化疗、放疗及靶向治疗等多种手段，旨在提高患者的生存率和生活质量。化疗作为胰腺癌新辅助治疗、晚期患者治疗乃至根治术后辅助治疗的核心手段，能够有效控制肿瘤，延长患者生存期。然而，化疗效果因患者个体差异较大，且耐药性现象普遍存在，因此往往需要结合其他治疗手段，如靶向治疗和放疗。放疗在胰腺癌治疗中主要用于局部区域的控制，尤其是在术后辅助化疗效果不佳的情况下，可作为姑息治疗使用。然而，放疗对远处转移患者的治疗效果较差，且可能导致严重的放射副作用。靶向治疗作为近年来胰腺癌研究的热点之一，主要针对胰腺癌中特定基因突变的患者群体。例如，针对EGFR（表皮生长因子受体）、VEGF（血管内皮生长因子）和KRAS突变的靶向药物已经在临床试验中取得了一定成果。这些药物靶向作用于胰腺癌的关键信号通路，能够有效抑制癌细胞的生长和转移。然而，靶向治疗的效果仍有限，且仅适用于特定类型的胰腺癌患者，尚不具备广泛的适用性。综上，胰腺癌的辅助治疗手段目前仍以化疗为主，但其副作用大、治疗效果因个体差异而异。新型联合策略及基于多组学数据驱动的个体化治疗是突破现有瓶颈的关键方向。

1 肿瘤mRNA疫苗背景

预防性mRNA疫苗的出现成为了一种革命性的生物技术产物，其核心原理是利用mRNA指导细胞合成抗原蛋白，激活适应性免疫应答。这种疫苗具有快速研发、高效保护和安全性好的特点，在COVID-19疫情中表现出显著优势。mRNA-1273和BNT162b2疫苗通过递送系统将编码SARS-Cov-2刺突蛋白的mRNA导入宿主细胞，激活树突状细胞的抗原呈递过程，最终诱导中和抗体的产生，有效控制病毒传播。

和COVID-19疫苗不同的是，肿瘤mRNA疫苗是一种治疗性疫苗，其目标是通过激活患者自身免疫系统识别并清除已存在的肿瘤细胞。mRNA肿瘤疫苗根据其编码的抗原或功能蛋白类型，主要分为以下几类：（1）编码病毒抗原的mRNA疫苗。这类疫苗针对与病毒相关的肿瘤，通过编码病毒蛋白来诱导免疫反应。例如mRNA-人乳头瘤病毒疫苗：针对人乳头瘤病毒相关肿瘤，如宫颈癌等，显示出强大的免疫原性和抗肿瘤效果。（2）编码肿瘤相关抗原（TAA）的mRNA疫苗。TAA是在肿瘤细胞中过表达但在正常组织中也有一定表达的抗原。这类疫苗通过诱导免疫系统攻击表达TAA的肿瘤细胞来发挥作用，例如由BioNTech开发的BNT111，编码黑色素瘤相关抗原（如NY-ESO-1、MAGE-A3等），目前正在进行临床试验。（3）编码肿瘤特异性抗原（TSA）的mRNA疫苗。TSA是由肿瘤细胞突变产生的抗原，具有高度的肿瘤特异性。这类疫苗能够精准地靶向肿瘤细胞，减少对正常细胞的攻击，例如由BioNTech开发的个性化mRNA疫苗BNT122。

目前，在胰腺癌当中研究较多的主要是针对TAA和TSA的mRNA疫苗，其作用机制可分为4个关键阶段（图1）：（1）抗原设计与递送，疫苗携带编码TAA或TSA的mRNA序列；（2）抗原呈递与免疫激活，抗原蛋白被蛋白酶体降解为短肽后，通过主要组织相容性复合体Ⅰ类分子呈递至细胞表面，激活CD8+细胞毒性T淋巴细胞；部分抗原通过主要组织相容性复合体Ⅱ类分子激活CD4+辅助性T淋巴细胞；（3）T淋巴细胞扩增与肿瘤浸润，活化的T淋巴细胞在淋巴结中大量增殖，形成效应T淋巴细胞克隆，这些细胞通过血液循环迁移至肿瘤部位，借助趋化因子穿透血管壁，浸润至肿瘤微环境；（4）免疫记忆形成，部分活化的T淋巴细胞分化为记忆T淋巴细胞，长期存活于体内，可对肿瘤复发或转移形成持续监控。

注： a，mRNA疫苗：串联多个个性化肿瘤新抗原序列的mRNA被脂质纳米颗粒或其他递送系统包裹后成药。b，抗原递呈细胞端的新抗原翻译、加工和T淋巴细胞激活：mRNA被抗原递呈细胞内吞后，经过内逃逸进入细胞质，被翻译成包含多个肿瘤新抗原氨基酸片段的融合蛋白。融合蛋白经蛋白酶体切割后，成为突变新抗原肽，被匹配的人类白细胞抗原（HLA）递呈到细胞表面，随后引起抗原特异性T淋巴细胞的激活和扩增。c，肿瘤细胞端的T淋巴细胞激活、扩增和杀伤：激活的T淋巴细胞迁移至肿瘤组织中，识别肿瘤细胞表面被呈递的突变抗原-HLA复合物，进一步激活T淋巴细胞下游通路后不断扩增的同时，活化并释放大量细胞因子，起到杀伤肿瘤细胞的效果。

图1 肿瘤mRNA疫苗的作用机制

2 TAA mRNA疫苗

TAA mRNA疫苗的研发可追溯至20世纪90年代初，随着mRNA体外合成技术的突破，科学家首次证实通过注射裸mRNA可在小鼠体内诱导抗原特异性免疫反应。然而，早期研究受限于mRNA稳定性差和递送效率低等技术瓶颈。2005年，Karikó等发现核苷修饰可显著降低mRNA的免疫原性，同时提高其翻译效率，这一突破为TAA疫苗的临床应用奠定了基础。2010年后，脂质纳米颗粒递送系统的优化使mRNA疫苗的体内递送效率提升10倍以上。

TAA mRNA疫苗作为胰腺癌治疗的新兴策略，在基础研究与早期临床试验中展现出独特潜力，但其实际转化仍面临多重挑战。胰腺癌作为“冷肿瘤”，即免疫治疗抵抗性肿瘤的典型代表，具有高度免疫抑制性微环境，传统免疫疗法对其几乎无效。TAA mRNA疫苗通过编码肿瘤细胞过表达的抗原，如间皮素、黏蛋白1（MUC1）、癌胚抗原相关细胞黏附分子5等，诱导特异性T淋巴细胞应答，理论上可突破免疫耐受障碍。在胰腺癌中，TAA的研究和应用主要集中在MUC4、成纤维细胞活化蛋白α（FAPα）、生存素（Survivin）、甘油醛-3-磷酸脱氢酶、角蛋白8和远上游结合蛋白1等分子中。MUC4是一种高分子量糖蛋白，在正常胰腺组织中不表达，但在胰腺癌中过度表达，并参与胰腺癌的发病机制。更重要的是，体内外试验和计算机算法均证实，MUC4的部分表位以及MUC4通过可变剪切形成的抗原表位均具备良好的免疫原性，部分表位可以被人高频HLA亚型呈递，如HLA-A1和HLA-A2。因此，MUC4被认为是一种有吸引力的肿瘤抗原，可用于开发疫苗。FAPα是一种在癌症相关成纤维细胞中高表达的TAA，可用于靶向治疗。Survivin是一种在多种肿瘤中高表达的抗凋亡蛋白。在小鼠体内，利用环状RNA编码肿瘤抗原FAPα和Survivin的树突状细胞疫苗或DNA疫苗，均能够诱导显著增强CD8+T淋巴细胞反应，抑制肿瘤生长。然而，上述抗原的研发大部分停留在临床前阶段或临床Ⅰ/Ⅱ期，临床转化进展缓慢。TAA疫苗的主要局限性在于其在正常组织也有低水平表达，这容易导致脱靶毒性风险。因此，TAA在疫苗设计中的应用仍面临诸多挑战。

3 TSA mRNA疫苗

TSA mRNA疫苗的研发始于对肿瘤特异性突变靶点的探索，随着基于多组学测序的个体化新抗原预测技术成熟，加速TSA疫苗从通用型向个性化发展。TSA mRNA疫苗的最大优势在于其高度的肿瘤特异性和个性化定制能力。与TAA疫苗相比，TSA mRNA疫苗能够针对肿瘤细胞特有的突变抗原，这些抗原在正常细胞中通常不存在，从而避免了免疫耐受和自身免疫反应的风险。表1总结了胰腺癌mRNA疫苗的临床试验。目前，TSA疫苗策略主要分为两类：固定靶点通用型疫苗和个性化新抗原疫苗。前者适用于高频突变人群，如Moderna的mRNA-5671疫苗是一种能编码KRAS 4种突变抗原（G12D、G12V、G13D和G12C）的疫苗，针对KRAS突变比例高的非小细胞肺癌、结直肠癌和胰腺癌。笔者所在中心也开发了针对KRAS高频突变的通用型mRNA疫苗，在体内外模型以及患者中都证实了其免疫原性及疗效，是全球首次报道单靶点mRNA疫苗在晚期胰腺癌的治疗案例。相比个性化疫苗制备周期较长等问题，单靶点通用型mRNA疫苗可以提前制备储存，临床使用更快捷。对于恶性程度极高的胰腺癌而言，治疗时间窗极其有限，固定靶点疫苗的这一优势显著。然而，由于仅有部分患者能够匹配使用，因此需要在多组学数据预测新抗原的前提下，联合体外模型鉴定新抗原和HLA分型的配对，筛选更多的配对以覆盖更广泛人群。此外，胰腺癌异质性较高，并非所有肿瘤细胞都携带该突变，这也是固定靶点疫苗的局限之一。

相比固定靶点mRNA疫苗，个性化mRNA疫苗根据每个患者肿瘤的特定基因突变和新抗原设计，能够靶向多种新抗原，从而提升免疫反应的特异性和有效性。这种高度的肿瘤特异性和个性化定制能力，允许同时编码多个肿瘤特异性抗原，使得个性化mRNA疫苗能够更有效地激活患者的免疫系统，增强免疫反应的广度和深度。笔者所在中心也开展了个性化疫苗临床试验，根据目前情况而言，个性化疫苗制备周期较长这一问题是极大的缺陷，许多晚期患者疾病进展过快无法等待疫苗生产。胰腺癌进展快，治疗时间窗极其有限，同时胰腺癌的异质性非常显著，不同病灶甚至同一个病灶中癌细胞的新抗原也存在差异，因此，笔者认为固定靶点mRNA疫苗序贯个性化疫苗在胰腺癌治疗中可综合二者优势，有望改善预后。

随着肿瘤免疫治疗理念的革新，mRNA疫苗的临床应用场景已从晚期系统治疗向术后辅助治疗延伸。笔者认为这一策略转变基于两大科学依据：其一，根治性切除术后的微转移灶通常负荷较低，且处于免疫原性窗口期，更易被疫苗诱导的免疫应答识别清除；其二，mRNA疫苗能同时激活效应T淋巴细胞与记忆T淋巴细胞，形成持续的抗肿瘤免疫监视，在术后预防复发中可能效果更佳。目前，全球已开展多项针对术后辅助治疗的临床试验。在接受个性化mRNA疫苗BNT122联合化疗及免疫检查点抑制剂治疗的16例胰腺癌切除术后患者中，8例（50%）患者出现明显的T淋巴细胞反应，且无复发生存期较无反应组显著延长。针对胰腺癌术后化疗不耐受的患者，笔者所在中心开展了仅用mRNA疫苗联合PD-1抑制剂进行辅助治疗预防复发的临床试验（NCT06496373），在精准靶向、快速生产、强大的免疫激活、良好的安全性和耐受性的前提之下，这一策略有望显著改善预后。目前，mRNA肿瘤疫苗临床试验进展最快的是Moderna针对黑色素瘤术后患者中的Ⅲ期临床试验。在胰腺癌mRNA肿瘤疫苗方面，BioNTech针对胰腺癌术后辅助化疗治疗的个性化药物BNT112已经进入Ⅱ期临床。两家公司都计划于2027—2030年提交第1个mRNA肿瘤疫苗产品的上市申请。

4 小结

综上所述，mRNA肿瘤疫苗在胰腺癌治疗中展现出独特的理论优势和初步临床潜力，但其实际应用仍受限于胰腺癌生物学特性及技术瓶颈。TSA mRNA疫苗由肿瘤细胞基因突变产生，具有高度肿瘤特异性，理论上可避免针对正常组织的免疫毒性，固定靶点联合个性化疫苗的策略也能兼顾胰腺癌疾病特征。然而，临床转化仍面临多重挑战：胰腺癌肿瘤突变负荷低，导致可用TSA数量有限；肿瘤微环境中的致密纤维基质及免疫抑制细胞严重阻碍T淋巴细胞浸润；突变异质性导致疫苗易引发免疫逃逸。未来通过人工智能新抗原预测提高疫苗的特异性，优化递送系统增强疫苗的递送效率，以及与免疫检查点抑制剂和化疗等其他疗法联合应用，mRNA疫苗在胰腺癌治疗中的能力将得到显著提升，为患者带来更多的治疗选择和希望。