借道单核细胞，mRNA癌症疫苗找到通往淋巴结的新路径

本文来自微信公众号： RNAScript ，作者：一一，原文标题：《Nature Biomedical Engineering｜借道单核细胞，mRNA癌症疫苗找到通往淋巴结的新路径》

mRNA肿瘤疫苗要真正激活抗肿瘤免疫，关键不只是把mRNA送进细胞，而是把它送到免疫反应真正发生的地方。

这个地方，就是淋巴结。

在肿瘤疫苗领域，一个长期存在的问题是：许多mRNA递送系统，尤其是经典LNP体系，虽然能够高效包载和表达mRNA，但在体内分布上并不天然指向淋巴结。相当一部分递送颗粒会进入肝脏等非淋巴组织，导致两个结果：一方面，真正进入免疫启动场所的mRNA有限；另一方面，系统性暴露也可能增加安全性风险。

近日，苏州大学钟志远、徐聪聪、周芳芳团队在Nature Biomedical Engineering发表研究“Polymer–mRNA complexes for monocyte-trafficked,lymph node-targeted cancer vaccination”，提出了一种不同于传统LNP思路的mRNA肿瘤疫苗递送策略：利用一种名为TRAP的聚合物-mRNA复合物，招募并“搭乘”单核细胞，将mRNA疫苗定向运输至引流淋巴结。

这项研究的真正亮点，不只是做出了一个新的mRNA递送材料，而是提出了一个值得关注的递送逻辑：与其单纯设计颗粒本身的组织归巢能力，不如调动免疫细胞本身的迁移路径，让细胞成为递送系统的一部分。

为什么是单核细胞？

单核细胞在外周血中数量丰富，并且在炎症刺激下具有向组织和淋巴结迁移的能力。与树突状细胞相比，单核细胞数量更高。文章指出，其数量约为DC的20倍，在人体内这一差异比小鼠中更加明显。

与此同时，单核细胞表面高表达转铁蛋白受体1（TfR1）。TfR1具有受体介导内吞能力，本身也是药物递送领域常被利用的靶点。

由此，研究团队将问题重新定义了一次：如果能够让mRNA纳米颗粒优先结合单核细胞，淋巴结靶向就不再只是颗粒本身的“找路”问题，而可以转化为对单核细胞迁移程序的利用。后者并非人为创造一条路径，而是免疫系统在炎症反应中本来就存在的生物学机制。

TRAP如何实现单核细胞结合？

TRAP的基础骨架是低分子量聚乙烯亚胺（PEI）。与高分子量PEI相比，低分子量PEI安全性更好、清除更快，但对大分子mRNA的复合稳定性不足。

为解决这一问题，研究团队使用带有二硫烷结构的环状碳酸酯单体DTC对PEI进行修饰，构建出DTC修饰的聚合物复合物TRAP。

图1｜TRAP的设计逻辑。

这一设计有三层作用：

首先，TRAP能够通过静电作用与mRNA形成稳定复合物。研究显示，TRAP对mRNA的包封效率超过90%，最终形成直径约60–70 nm、表面带正电的纳米颗粒，并在室温下保持较好的颗粒稳定性。

其次，DTC引入的环状二硫键结构增强了核酸复合和颗粒自交联能力，使mRNA在递送过程中更稳定；进入胞内还原环境后，复合物又可以释放mRNA。

更关键的是，环状二硫键结构使TRAP能够通过巯基相关相互作用与细胞表面蛋白结合。研究团队通过分子动力学模拟发现，TfR1胞外结构域的apical domain存在暴露的半胱氨酸位点，在糖基化条件下其溶剂可及性进一步增强。这为TRAP与TfR1之间的相互作用提供了结构基础。

在细胞实验中，TRAP表现出较强的TfR1相关结合、细胞摄取和内体逃逸能力。与Lipofectamine 2000、MessengerMAX等常用转染试剂相比，TRAP在多种细胞中带来了更高的mRNA表达效率，尤其是在RAW264.7、DC2.4、Jurkat等免疫相关细胞中表现突出。

也就是说，TRAP并不是单纯把mRNA“包起来”，而是在细胞结合、内吞、内体逃逸和胞质释放几个关键环节上形成了连续优化。

真正关键的是：它把表达限制在淋巴结

这篇文章最值得关注的一组数据，来自体内分布实验。

研究团队将TRAP包载荧光或荧光素酶标记的mRNA后，经小鼠皮下注射，追踪其体内表达和分布。结果显示，mRNA表达主要集中在注射部位和腹股沟引流淋巴结，而心、肝、脾、肺、肾等主要器官中的信号很低。

与SM-102 LNP对照相比，差异尤为明显。SM-102 LNP的mRNA表达主要出现在肝脏和注射位点，而TRAP显著提高了淋巴结相对于肝脏的递送选择性。按淋巴结/肝脏信号比值计算，TRAP达到约40，而SM-102低于0.2，二者拉开了超过两个数量级的差距。

对于mRNA癌症疫苗而言，这组数据的意义并不只是递送效率提高，更是空间分布的重新校准。肝脏是很多递送体系难以绕开的默认归宿，但癌症疫苗真正需要的是淋巴结。TRAP的价值，正在于将mRNA表达从非淋巴器官拉回到免疫启动场所。

图2｜单核细胞驱动的淋巴结特异性mRNA递送与转染

进一步的免疫荧光和流式结果指向了这一过程背后的执行者：单核细胞。皮下注射后，TRAP在淋巴结中与单核细胞高度共定位；接近95%的单核细胞摄取了TRAP-mRNA复合物，并在24至36小时内维持较高水平。Ai9示踪小鼠实验中，淋巴结内表达mRNA的细胞群体里，单核细胞约占30%，而DC约占10%。

这些结果说明，单核细胞并非偶然摄取了少量颗粒，而是TRAP实现淋巴结靶向递送的核心细胞载体。

TRAP不只是递送载体，也带有免疫启动功能

mRNA肿瘤疫苗的有效性，不只取决于抗原表达，还依赖足够强的先天免疫启动。

研究显示，TRAP皮下注射后能够在局部激活先天免疫反应，快速招募Ly6C+炎症性单核细胞。机制层面，TRAP处理后可观察到胞质线粒体DNA水平升高、2'3'-cGAMP增加，以及STING-TBK1-IRF3通路激活，提示其可能通过cGAS-STING轴触发局部先天免疫反应，进而促进单核细胞招募和树突状细胞成熟。

这个设计很有意思：TRAP并不是一个完全“沉默”的递送载体，而是兼具递送与佐剂样功能。

更进一步，研究发现，TRAP递送的单核细胞进入淋巴结后，可逐渐上调MHC-I和CD11c等分子，呈现出向抗原呈递细胞分化的趋势。换句话说，这些单核细胞不仅负责“搬运”mRNA，也可能在淋巴结内参与抗原呈递，成为免疫反应的一部分。

图3｜TRAP通过激活STING通路诱导单核细胞在注射部位募集。

这让TRAP与传统“颗粒到达—被APC摄取—启动免疫”的路径有所不同。它更像是把递送、细胞迁移和抗原呈递整合进了同一个动态过程中。

从OVA到Survivin、HPV：平台适用性的初步验证

在肿瘤模型中，研究团队首先使用B16F10-OVA黑色素瘤模型验证TRAP-mRNA疫苗的抗肿瘤效果。

TRAP递送OVA mRNA与IL-12 mRNA显著抑制肿瘤进展。值得注意的是，在双侧肿瘤模型中，皮下递送TRAP-mOVA+mIL-12能够同时抑制两侧肿瘤，而肿瘤内注射IL-12主要影响注射侧肿瘤，对远端肿瘤控制有限。这一对比强调了淋巴结靶向递送对于诱导系统性抗肿瘤免疫的重要性。

当TRAP疫苗与抗PD-1抗体联合使用时，研究观察到更强的肿瘤控制效果。摘要中提到，联合治疗的完全缓解率达到60%。

图6|TRAP-mNV疫苗对B16F10肿瘤模型的治疗效果。

此外，团队进一步使用Survivin和HPV抗原验证平台拓展性。Survivin mRNA疫苗在B16F10转移模型中延长了小鼠生存；HPV抗原mRNA疫苗在TC-1肿瘤模型中提高了E7特异性CD8⁺T细胞反应和效应记忆T细胞比例，并延缓肿瘤生长。

安全性方面，研究团队进行了血液学、生化指标和组织病理学分析，未观察到明显系统性毒性信号。

结语

过去几年，mRNA领域围绕LNP做了大量改造：更高表达、更低毒性、更精准的组织靶向、更好的内体逃逸。但在肿瘤疫苗场景中，一个越来越清晰的问题是，递送系统不能只追求“把mRNA送进去”，还要考虑免疫系统如何组织一次有效反应。

这篇文章的启发在于，它把淋巴结靶向、单核细胞迁移、TfR1结合、STING激活和抗原呈递放进了同一个框架中。

它提出的不是单点优化，而是一种系统性设计：用材料激活局部免疫，用单核细胞完成运输，用淋巴结承接抗原表达与T细胞启动。

当然，距离临床转化仍有问题需要回答。例如，TRAP作为聚合物递送系统，其制备放大、批间一致性、长期安全性，以及人体单核细胞行为是否与小鼠一致，都需要进一步验证。TfR1在不同免疫状态、不同患者群体中的表达差异，也可能影响递送效果。此外，IL-12 mRNA的剂量窗口与安全边界，是后续推进IND申报和进入临床研究前绕不开的问题。

但从机制创新角度看，这项工作为mRNA肿瘤疫苗提供了一个重要思路：未来的递送系统，可能不再只是“纳米颗粒工程”，而会更多走向“材料—免疫细胞—组织微环境”的协同设计。

对于mRNA肿瘤疫苗而言，真正的难点从来不是让细胞表达一个抗原，而是让这个抗原在正确的时间、正确的位置，被正确的免疫细胞看见。

TRAP的意义，正是在这个问题上给出了一个新的答案。