我记得,年初的时候,虹信生物(MagicRNA)宣布完成了数千万 Pre-A 轮融资,当时内心还小小震动了下。要知道,从去年蔓延到现在的医药寒潮暂时还丝毫看不到衰退的迹象,据我了解,今年有些生物应届生上百份简历发出去,全部石沉大海,没有回音。在这种极为不利的环境下,虹信还能顺利融到钱,那只能说明虹信已经有了让投资人绝对放心的压箱底技术。
作为虹信生物创始人查高峰率领团队开发出了一种以 1,2-二脂为核心骨架的新型可离子化氨基脂质 E12CA1A3,其递送效率和安全性均优于已用于临床的 MC3 和 ALC-0315。看了下查老师的背景资料,大概十年前大学毕业后在东阳光干过六年的中试生产,后来为了突破职业天花板,跑回去又读了硕博,走上了学术大道。查老师本身是化学背景出身,在攻读博士期间还得到过诺贝尔化学奖得主 K. B.Sharpless 的指导,可见实力非常出色。
查高峰 2020 年 12 月进入中山大学附属第七医院,搭建自己的团队,研究方向聚焦基因递送载体。同在中山大学附属第七医院的庞俊教授得知查高峰是搞递送载体的,马上邀请他一起合作开发前列腺癌 mRNA 疫苗。这个项目做的很顺利,在荷瘤小鼠体内取得了非常好的肿瘤抑制效果后。思虑过后,查高峰当即决定要创立一家公司, 以核酸递送载体的开发为核心引擎,开发 RNA 创新药物,于是,虹信生物就这样诞生了。
6 月 27 号,OncoImmunology 杂志在线发表了中山大学附属第七医院庞俊教授与查高峰共同合作的文章:Novel mRNA adjuvant ImmunER enhances prostate cancer tumor-associated antigen mRNA therapy via augmenting T cell activity,他们开发了一种免疫佐剂增强型前列腺癌 mRNA 治疗性疫苗,由编码 4 种前列腺肿瘤相关抗原的 Tetra-mRNA 与编码 3 种免疫增强佐剂的 ImmunER-mRNA 构成,采用 A1A3 LNP 作为递送系统,这种联合疗法在小鼠体内可显著增强抗肿瘤效果。
前列腺癌(Prostate cancer,PCa)是一种非常典型的“冷肿瘤”,诱发的免疫反应极其有限,耐受免疫检查点抑制剂(ICI)。庞俊教授采用的思路就是让 DC 细胞将肿瘤相关抗原(TAA)呈递给 T 细胞,主动诱导抗原特异性的细胞毒性 T 淋巴细胞,从而灭掉肿瘤细胞。DC 摄取 TAA mRNA-LNP,在细胞内翻译出 TAA,将 TAA 加工处理后的抗原肽呈递给 T 细胞,以诱导与肿瘤相关的特异性细胞毒性。
他们选择了 4 种在前列腺癌组织中广泛表达的 TAA 抗原:PSMA(前列腺特异性膜抗原)、PSCA(前列腺干细胞抗原)、PAP (前列腺酸性磷酸酶)和 TGM4(转谷氨酰胺酶 4),这些前列腺癌相关的抗原在前列腺以外的组织中很难检测到。DC 的成熟和激活对于抗原呈递和随后的免疫反应至关重要。上述 4 种 TAA mRNA-LNP 及其融合形式 Tetra-mRNA-LNP 分别转染鼠源 BMDC 后,可诱导 DC 细胞的成熟(标记分子 CD80/86 表达上调)和激活(标记分子 CD40/69 表达上调)。用 TAA mRNA-LNP 分别 二次免疫小鼠后,分离脾细胞并用体外培养的 DC 细胞刺激。与对照 DC (PBS) 相比,TAA mRNA-LNP 预处理的 DC 可诱导脾脏分泌更多的 IFN-γ 产生。在荷瘤小鼠模型( RM-1-PSMA)中,四种 TAA mRNA-LNP 分别均可抑制早期肿瘤的发展和提升存活率,融合抗原 Tetra-mRNA-LNP 治疗效果并未表现出更显著的治疗效果。但是,考虑到肿瘤的异质性,研究人员还是决定选择 Tetra-mRNA-LNP 作为候选疫苗编码的抗原。
另外一方面,考虑到 TAA 是一种非突变的自身抗原,中枢和外周免疫系统耐受 TAA,因此,研究人员就想添加一些佐剂来更好地增强抗肿瘤免疫反应。
CCR7 是 DC 细胞回巢淋巴结的关键分子。它与配体 CCL21 和 CCL19 结合,引导成熟 DC 细胞从外周组织迁移到淋巴结,这一过程是启动适应性免疫应答的关键步骤。T 淋巴细胞的激活需要 T 细胞受体和共刺激信号。DC 细胞表面的 4-1BBL 和 CD40L 分子与 T 细胞表面相应的配体互作,参与 T 细胞的持续激活、增殖、分化和效应功能。
与肿瘤相关抗原不同,对于 B16-OVA 和 TC-1 小鼠肿瘤模型来说,OVA 和人乳头瘤病毒 E7 蛋白即可有效启动免疫反应。在 B16-OVA 模型中,相比注射单独编码 OX40L/4-1BBL/CCR7-mRNA LNP 来说,编码 3 种信号分子融合蛋白的 ImmunER-mRNA LNP 可促进肿瘤抑制效果,更好地改善小鼠存活率。
那 ImmunER-mRNA LNP 增强抗原触发的抗肿瘤免疫反应背后的机制什么呢?研究人员发现,在 B16-OVA 小鼠模型中,相比采用 OVA 单独免疫,ImmunER+OVA 联合免疫小鼠的引流淋巴结中可检测到更高比例的呈递 OVA CD8 表位的 DC 细胞和 CD80+DC 细胞;ImmunER+OVA 联合免疫小鼠的脾脏和肿瘤组织中可检测到更高比例的OVA特异性CD8+T细胞;ImmunER+OVA 联合免疫小鼠的血液中可检测到更高比例的释放 IFN-γ的 CD8+T细胞,同时 OVA 特异性的 IgG2a/IgG1 比值>1.0,表明 Th1 型免疫应答占优势。总体而言,这些数据表明 ImmunER 联合免疫可显著增强 DC 细胞的抗原呈递,并且提升抗原特异性 T 细胞的比例。此外,ImmunER+OVA 联合免疫健康小鼠血清中的中央记忆 T 细胞 (TCM) 和中央效应 T 细胞 (TEM) 的水平是 OVA 组的两倍,说明 ImmunER 还可增强记忆 T 细胞的产生。
不出意外,在前列腺癌荷瘤(RM-1-PSMA)小鼠模型中,Tetra + ImmunER-mRNA LNP 联合疗法可有效抑制前列腺肿瘤生长并延长荷瘤小鼠存活期。联合治疗小鼠肿瘤部位 IFN-γ和 TNF-α增加,并且与 CD8+T细胞数量的增加重合,说明 Tetra + ImmunER 联用可增强效应 D8+T细胞反应。此外,IgG2a/IgG1 也说明Th1型细胞免疫占据主导,表明 Tetra + ImmunER 联用主要通过细胞免疫抑制肿瘤生长。
一般来说,当 DC 上调 4-1BBL 或 OX40L 时,T 细胞也应相应上调 4-1BB 或 OX40。Tetra + ImmunER 联合免疫小鼠肿瘤内的 OX40+CD8+T细胞和 4-1BB+CD8+T细胞比例增强, CD44+CD8+T 细胞比例也升高。在脾脏中,治疗组中 CD8+T细胞释放颗粒酶和穿孔素的能力增强。
这项工作对于 Tetra + ImmunER 联合免疫增强抗肿瘤效果的机制研究做的非常扎实,研究人员对各种 mRNA 处理过的鼠源 BMDC 的表达情况进行转录组分析,发现 Tetra + ImmunER 联用可重塑 BMDC 内许多涉及免疫反应的基因表达,例如,使得 DC 向 cDC1-CCL22 亚群转化(促进 TEM 细胞的上调和耗竭 CD8 T 细胞的减少),并上调 JAK-STAT1 通路,促进 IL-12、TNF-α 等细胞因子的释放,这种级联反应增强了 T 细胞的增殖和活化,从而有效杀死肿瘤细胞。
小结
总之,这项研究说明 Tetra + ImmunER mRNA-LNP 联合疗法在荷瘤小鼠模型中表现良好的抗肿瘤效果,可显著提升小鼠存活率。令人感到意外的是,与编码 4 种不同 TAA 的 mRNA-LNP 单药治疗相比,编码 4 种融合抗原的 Tetra mRNA-LNP 并没有延长荷瘤小鼠的总生存期。这说明,在本研究所使用的前列腺癌小鼠模型中,单纯增加 TAA mRNA 的数量似乎并不能有效提升抗肿瘤效果,因此,这项工作又联合使用编码 3 种信号分子融合蛋白的 ImmunER mRNA-LNP,作为免疫佐剂,显著增强抗肿瘤免疫反应。