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Nature | 个体化mRNA疫苗点燃三阴性乳腺癌持久免疫战

03月10日

来源：BioArt

三阴性乳腺癌（ TNBC ） 因其缺乏雌激素受体、孕激素受体和HER2表达，长期以来一直是乳腺癌治疗中的难点。这种亚型侵袭性强，即使在早期也容易发生转移性复发，复发率在术后三年左右达到峰值^【 1 】。然而，TNBC也具备独特的生物学特征——DNA修复缺陷、内在基因组不稳定和免疫原性肿瘤微环境^【 2 】，这些特性使其成为个体化新抗原疫苗治疗的理想候选。

近日，来自德国拜恩泰科的 U. Sahin 团队在 Nature 上在线发表题为 Individualized mRNA vaccines evoke durable T cell immunity in adjuvant TNBC 的文章，开发并评估了一种个体化的尿苷mRNA新抗原疫苗。该疫苗通过二代测序识别患者特异性突变，并将预测能诱导T细胞免疫的多个新抗原以串联体形式编码于两个mRNA分子上，利用脂质纳米颗粒（LPX）递送系统靶向体内淋巴器官的树突状细胞，旨在激发强效、持久且特异的抗肿瘤免疫应答。该研究是TNBC-MERIT伞形试验的一部分，旨在初步探索这种定制化疫苗在已完成标准治疗的早期TNBC患者中的可行性、安全性和免疫原性。

本研究中疫苗制备的核心流程包括：对患者肿瘤组织和匹配的外周血单核细胞进行全外显子组和RNA测序，通过生物信息学流程识别体细胞突变并预测能诱导T细胞免疫的新抗原，然后将每位患者最多20个癌症突变以串联体形式编码在两条mRNA分子上，采用非核苷修饰的尿苷mRNA并优化其非翻译区及poly(A)尾，最后将mRNA包裹在阳离子脂质体中形成RNA-LPX复合物，通过静脉注射靶向全身淋巴器官中的树突状细胞（图1）。研究共纳入15例完成标准治疗（新辅助/辅助化疗±放疗）后一年内的早期TNBC患者，其中14例完成了预设的8剂疫苗接种方案（前3例为剂量递增队列，接受14.4μg起始剂量后升至50μg；后续11例直接接受50μg目标剂量）。研究证实，个体化疫苗的按需制备在标准临床环境中是可行的，所有治疗中出现的不良事件均为1-2级且呈一过性，与既往报道一致。

图1

研究团队采用两种互补的IFNγ酶联免疫斑点（ELISpot）检测方法评估免疫原性：体外直接检测（ex vivo）用于捕获高丰度、终末分化的T细胞反应；体外刺激后检测（post-IVS）则通过1.5周的抗原特异性扩增来检测低频率、早期分化的高增殖潜力T细胞，尤其对CD4+ T细胞反应更为敏感。结果显示，全部14例患者均对1-10个个体疫苗靶点产生了疫苗诱导或扩增的T细胞应答，其中9例患者对至少5个新抗原有应答，12例患者（86%）可通过ex vivo ELISpot检测到针对个体疫苗新抗原的应答，8例患者对单个新抗原的应答达到每10⁶个PBMCs产生2000-4000个IFNγ斑点。单核苷酸变异（SNVs）和插入/缺失突变（indels）均能诱导T细胞应答，4例患者还产生了针对已知癌症驱动基因的从头反应。对8例患者的85个突变进行post-IVS ELISpot分析发现，44个突变（51.8%）能检测到特异性T细胞，其中约三分之二被CD4+ T细胞识别，20%被CD8+细胞毒性T淋巴细胞识别，16%被CD4+和CD8+ T细胞同时识别。在持久性方面，9例可评估患者的疫苗诱导多新抗原免疫应答呈现“快速扩增→短期收缩→高水平维持”的模式，持续1至3.5年，且除一例外所有患者至少有一种疫苗诱导的T细胞在无需疫苗加强的情况下持续可检测至少12个月。通过多聚体染色验证，新生突变特异性CD8+ T细胞在疫苗接种期间快速扩增，末次疫苗接种后在所有循环CD8+ T细胞中达到中位频率6.58%，多个新抗原特异性CD8+ T细胞在末次疫苗接种后1-6年仍保持个位数百分比的血液可检测水平。这些细胞呈现动态的表型演化，从最初数月的效应记忆T细胞表型逐渐向晚期分化的CD45RA再表达表型发展。

研究团队以获得了长期缓解的P1患者为代表进行了最详尽的免疫学分析，开发了“反向免疫监测（RevImMo） ”技术，其结合了bulk和单细胞TCR测序，以确定疫苗接种后扩增的新抗原特异性克隆型。研究发现在26个富集程度最高的CD8+ T细胞克隆中，有16个特异性识别三个ELISpot阳性的疫苗靶点，其中11个TCR为新生诱导。这些新抗原特异性CD8+ T细胞在疫苗接种后6年仍占P1 CD8+ TCR库的约1.9%，且两种持久性T细胞群在末次接种后长达3.5年仍可产生TNF和IFNγ。对P1、P12和P13的纵向单细胞数据进行无监督聚类分析，在CD8+ T细胞群体中识别出5个转录组不同的新抗原特异性T细胞亚群：细胞毒性TEMRA簇、记忆样TEM簇、活化效应T细胞簇、增殖T细胞簇以及干细胞样记忆TSCM簇。治疗结束时TEM和Teff细胞占主导，随后Teff细胞逐渐被TEMRA细胞替代，而干细胞样TSCM群体持续存在，提示疫苗诱导了具有再生潜力的持久性记忆T细胞库。流式细胞术进一步验证了P1体内存在共表达TCF-1和IL-7Ra的干细胞样疫苗诱导新抗原特异性T细胞，且持续超过6年。

截至2025年2月，中位随访5年，14例患者中10例保持无复发，3例（P14、P12、P13）出现疾病复发，呈现出三种不同的免疫逃逸模式。P14是疫苗诱导免疫应答最弱的患者，ex vivo ELISpot仅检测到两个疫苗新抗原的低丰度T细胞应答，post-IVS检测到针对三个额外疫苗新抗原的CD4+ T细胞反应，末次疫苗接种后20个月出现局部区域复发，但新病变有T细胞浸润且肿瘤细胞呈现强MHC I类表达，该患者接受抗PD-1抗体治疗后获得完全缓解，持续15个月后出现全身性复发并死亡。值得注意的是，在复发后、抗PD-1治疗期间，三个疫苗诱导的CD4+反应仍可在第867天检测到。这一案例提示， 即便疫苗诱导的免疫反应较弱，仍可能通过检查点抑制剂治疗获得临床获益。P12为BRCA1突变阳性双侧TNBC，仅右侧肿瘤用于测序指导疫苗设计，患者对8个靶点产生强大的多克隆从头T细胞应答，但复发发生在疫苗接种后10个月。转移病变保留强MHC表达，然而右侧乳腺肿瘤的体细胞SNV在复发肿瘤中全部缺失，却与左侧乳腺肿瘤共享61个SNV，表明复发可能起源于这个独立演化的原发肿瘤。相应地，复发灶中未检测到新抗原特异性TCR。这一案例凸显了在BRCA突变等遗传易感患者中，对多个病灶进行测序以指导疫苗设计的必要性。P13在完成疫苗接种后不久出现局部区域复发，RevImMo分析显示针对4个疫苗新抗原存在10个CD8+ T细胞克隆，复发肿瘤中大多数疫苗包含的新抗原的变异等位基因频率增加，但转录组学分析显示与原发肿瘤相比，复发肿瘤中抗原呈递关键基因（包括MHC I类和B2M）表达下调。免疫组化证实原发性肿瘤MHC I类表达低且T细胞浸润极少，而复发肿瘤几乎完全丧失MHC I类表达，免疫浸润进一步减少。TCR谱分析显示10个新抗原特异性TCR中有6个存在于复发肿瘤中。这一案例表明，尽管有功能性疫苗诱导T细胞浸润，但复发肿瘤仍可通过下调抗原呈递实现免疫逃逸。

综上所述，本研究首次在TNBC患者中证实了个体化mRNA新抗原疫苗的可行性、安全性和强大的免疫原性。疫苗不仅在所有患者中诱导了持久、多表位的T细胞应答，还形成了兼具细胞毒性效应和干细胞样自我更新能力的T细胞亚群。11例患者维持长达6年无复发生存，而3例复发病例揭示了免疫应答不足、肿瘤克隆独立演化及抗原呈递缺陷三种逃逸机制，为优化下一代个体化免疫治疗策略提供了重要依据。

原文链接：

https://doi.org/10.1038/s41586-025-10004-2

参考文献

【 1 】Li, X. et al. Triple-negative breast cancer has worse overall survival and cause-specific survival than non-triple-negative breast cancer. Breast Cancer Res. Treat . 161, 279–287 (2017).【 2 】 Narang, P., Chen, M., Sharma, A. A., Anderson, K. S. & Wilson, M. A. The neoepitope landscape of breast cancer: implications for immunotherapy. BMC Cancer 19, 200 (2019).

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