靶向Merkel细胞癌必需病毒癌蛋白的IL-7增强型mRNA疫苗诱导持久免疫

《Cell Reports》：Targeting an essential viral oncoprotein with an IL-7-enhanced mRNA vaccine induces durable immunity to Merkel cell carcinoma

　　本刊推荐：为解决Merkel细胞癌(MCC)治疗中抗原丢失和CD8+T细胞应答持久性不足的难题，研究团队开发了靶向MCPyV大T抗原(LTA)的IL-7增强mRNA疫苗。该研究通过小鼠模型和患者样本验证，证明疫苗能重塑肿瘤微环境，联合PD-1抑制剂显著提升疗效，且IL-7共编码策略可增强T细胞记忆形成。这项发表于《Cell Reports》的研究为病毒驱动型肿瘤的免疫治疗提供了新范式。

　　

在免疫治疗飞速发展的时代，Merkel细胞癌（Merkel cell carcinoma, MCC）作为一种罕见却致命的神经内分泌皮肤癌，依然面临着严峻的治疗挑战。尤其令人困扰的是，尽管80%的美国病例由Merkel细胞多瘤病毒（MCPyV）驱动，且免疫检查点抑制剂（Immune Checkpoint Inhibitors, ICI）为部分患者带来了希望，但仅有约半数患者对该疗法产生应答，且疗效往往短暂。这背后隐藏着癌症疫苗开发的两个核心瓶颈：一是肿瘤抗原的异质性表达导致的抗原丢失，二是难以诱导持久有效的CD8⁺T细胞免疫记忆。

面对这一困境，耶鲁大学医学院的Alexander Frey、Kelly Olino和Jeffrey J. Ishizuka等研究人员将目光投向了病毒致癌的关键因子——MCPyV大T抗原（Large T antigen, LTA）。这是一个理想的靶点：它不仅对病毒相关MCC肿瘤细胞的存活至关重要（使其不易因免疫压力而丢失），而且具有天然免疫原性。研究人员大胆设想，能否利用新兴的mRNA疫苗技术，靶向这一“阿喀琉斯之踵”，并同时解决T细胞应答持久性的难题？他们的研究成果发表于《Cell Reports》，给出了一份令人鼓舞的答卷。

研究者们开展此项研究，主要运用了以下几项关键技术：基于生物信息学分析筛选并构建了靶向MCC-LTA的mRNA疫苗；利用荷瘤小鼠模型（B16黑色素瘤细胞系强制表达LTA）进行体内药效评估；通过流式细胞术分析疫苗对肿瘤微环境和淋巴器官中免疫细胞亚群的影响；收集MCC患者外周血单核细胞（PBMC）和肿瘤样本进行离体疫苗刺激实验，评估T细胞扩增、细胞因子分泌和肿瘤杀伤能力；采用单细胞RNA测序（scRNA-seq）和T细胞受体测序（TCR-seq）深度解析疫苗诱导的T细胞克隆和转录状态；最后，通过共编码细胞因子IL-7的mRNA疫苗策略，旨在增强抗肿瘤记忆T细胞的生成和功能。

mRNA疫苗的构建与初步验证

研究人员首先合理设计了靶向MCC-LTA的mRNA疫苗，并对其在体外细胞中的表达和定位进行了确认。随后，他们在小鼠模型中证实，该LTA mRNA疫苗能够有效抑制表达LTA的肿瘤生长，并显著延长小鼠生存期，而对不表达LTA的肿瘤无效，证明了其作用靶向性。更重要的是，该疫苗与抗PD-1抗体联合使用时，展现了协同抗肿瘤效应，即使在原本对单一疗法抵抗的模型中也能实现肿瘤的完全清除。

疫苗重塑免疫微环境

机制探索表明，疫苗接种后，疫苗引流淋巴结中的树突状细胞（Dendritic Cells, DCs），尤其是经典的1型树突状细胞（cDC1s）数量增加。同时，肿瘤内部的免疫细胞浸润整体提升，CD3⁺T细胞比例和CD8⁺T细胞颗粒酶B（Granzyme B, GZMB）的表达水平均显著升高，表明疫苗成功激活并招募了杀伤性T细胞进入肿瘤战场。

抗原丢失是治疗抵抗的关键因素

在一个关键实验中，研究人员发现，在LTA非必需的B16模型（LTA缺失不影响肿瘤生长）中，接种疫苗后复发肿瘤的LTA表达水平显著降低，即发生了抗原丢失。这凸显了靶向肿瘤生存必需抗原的重要性。当他们使用经过单细胞克隆筛选的、LTA表达均一且高的肿瘤细胞系时，疫苗的疗效，尤其是与抗PD-1联用的治愈率，得到了大幅提升。

离体验证：疫苗激活患者T细胞

为了贴近临床，研究团队在MCC患者的样本中进行了验证。他们将患者来源的PBMCs与负载了LTA mRNA或对照的单核来源的树突状细胞（monocyte-derived DCs, moDCs）共培养。结果发现，LTA疫苗能够特异性扩增针对LTA抗原表位（如HLA-A*02:01限制性的SMFDEVDEA）的CD8⁺T细胞，并增强其产生干扰素-γ（IFN-γ）和杀伤HLA匹配的MCC肿瘤细胞的能力。单细胞测序进一步揭示了疫苗扩增的T细胞呈现出细胞毒性、增殖和效应功能相关的基因签名，并且其T细胞克隆与已报道的病毒阳性MCC患者的公共克隆有重叠，证实了抗原特异性。

IL-7共编码增强疫苗持久性

针对T细胞记忆维持的挑战，研究人员创新性地将IL-7的m序列与LTA抗原序列共同编码在同一个mRNA疫苗中。IL-7是维持T细胞存活、增殖和记忆形成的关键细胞因子。在动物实验中，与仅编码LTA的疫苗相比，LTA+IL-7共编码疫苗能更有效地控制肿瘤生长，并显著提升生存率。机制上，该疫苗促进了脾脏中抗原特异性记忆CD8⁺T细胞（表型为CD44⁺IL-7R⁺）的扩增。

研究结论与展望

本研究成功开发了一种针对Merkel细胞癌必需病毒癌蛋白LTA的mRNA疫苗，并在临床前模型中证明了其单独或联合免疫检查点抑制剂的显著抗肿瘤活性。研究揭示了抗原必需性对于预防治疗抵抗的重要性，并创新性地通过共编码IL-7细胞因子，有效增强了抗原特异性T细胞记忆的形成和疫苗的持久效力。

该研究的重大意义在于：首先，它为这种预后极差、治疗选择有限的罕见癌症提供了一种极具前景的新型免疫治疗策略，有望应用于新辅助、辅助、晚期乃至高风险人群的预防等多个场景。其次，研究所倡导的“靶向必需抗原”和“共编码免疫刺激信号”两大原则，具有广泛的普适性，为改进当前mRNA癌症疫苗的疗效提供了清晰可行的技术路线图。未来，这种策略可以扩展到其他细胞因子或佐剂信号，针对不同肿瘤类型和免疫缺陷进行个性化定制，从而推动mRNA癌症治疗迈向诱导有效、持久免疫应答的新阶段。