体内靶向特定细胞类型递送RNA仍然是RNA疗法的核心挑战。传统的策略依赖于各种修饰的纳米载体。然而，这些外源性材料可能会引起不良反应，其复杂的制造工艺也阻碍临床应用。
科学家们正在研究各种配体技术（例如，脂质、抗体、适配体），以代替纳米递送载体实现RNA的靶向递送。中国科学院大学杭州医学研究所谭蔚泓院士、谢斯滔研究员团队，此前确立了适配体介导的递送是一种有效跨生物屏障运输的策略，包括穿越血脑屏障以抑制tau的磷酸化，从而减轻神经病理。此外，基于适配体的递送系统已经被证明可以有效递送反义寡核苷酸（ASO），能够以更少的剂量实现精确的体内靶向，最大限度地减少靶外效应，并增强安全性[1-6]。
近日，中国科学院大学杭州医学研究所谭蔚泓院士、谢斯滔研究员团队在预印本BioRxiv发布研究论文：Programmable Aptamer-Embedded Circular RNAs for Targeted Antigen-Presenting Cells Immunotherapy。
研究通过利用RNA序列的可编程性，设计了一种无载体、可扩展和可编程的嵌入适配体的环状RNA（Apt-circRNA），该设计通过在不同密度下策略性地掺入不同的适配体，实现靶向能力，同时维持环状RNA的较高稳定性和蛋白质表达能力。团队基于靶向结合抗原提呈细胞的Apt-circRNA开发肿瘤疫苗，临床前和首例人体试验结果显示Apt-circRNA肿瘤疫苗具有良好的有效性与安全性。
Apt-circRNA的设计与合成
Apt-circRNA系统结构包括三个功能模块：
① 靶向模块，由合理设计的抗原提呈细胞（APC）特异性适配体组成，嵌入在环状RNA支架内的特定位置。适配体分别为min2和waz，前者靶向树突状细胞上DC-SIGN，后者靶向转铁蛋白受体促进细胞质摄取，从而在最小的非靶器官暴露的情况下实现了有效的淋巴聚集和持续的抗原表达。
② 稳定的表达框架，建立在具有低免疫原性和优异的核酸酶抗性的工程自剪接环状RNA骨架上，能够在体内维持结构完整性和持续的抗原表达。
③ 抗原编码区，具有优化的非重复内部核糖体进入位点（IRES）元件和密码子，以驱动MHC-I/II限制性抗原的强效表达。该模块可以灵活适配不同的肿瘤新抗原、病毒抗原或通用肿瘤相关抗原，支持快速和模块化的疫苗开发。
然后，团队对PIE环化系统进行了优化，利用鱼腥藻pre-tRNA（Ana）和T4噬菌体TD（T4td）内含子衍生的PIE平台，用工程化适配体取代其中的多余片段，并在内含子的P1和P10引导序列中特异性地引入了突变。该策略既保留了完整的适配体序列，又确保了精确的核酶催化环化，可以高效、可扩展和高产率地合成不含外源序列的Apt-circRNA。
图1 精确靶向APC的Apt-circRNA的设计与优化
临床前研究
基于Apt-circRNA建立的疫苗可以在小鼠中激活了多个天然免疫传感通路，包括TLR1/2、TLR7/8和RIGI，导致强大的炎症信号和抗原递呈，与LNP递送的circRNA效果相当。Apt-circRNA疫苗在免疫系统正常的小鼠中诱导了针对一系列抗原特异性的CD8⁺和CD4⁺T细胞反应，主要由细胞毒性T细胞介导。
图2 Apt-circRNA有效靶向淋巴结和APC，诱导天然免疫反应。
研究还基于Apt-circRNA，开发了编码KRAS G12D/G12V新抗原的肿瘤疫苗（Apt-circRNA-KR2）。小鼠皮下给药后，负载抗原的Apt-circRNA通过适配体介导的靶向性，特异性有效地被局部APC内化，并被运输到引流淋巴结（DNL），驱动内源性抗原表达，有效激活抗原特异性T细胞，并诱导强大的免疫反应，介导小鼠模型中早期和晚期肿瘤的清除。在人源化的结直肠癌模型中，Apt-circRNA和PD-1拮抗剂的联合应用产生了协同的抗肿瘤作用，并显著重塑了肿瘤微环境。
图3 多价Apt-circRNA疫苗用于多种类型肿瘤实现强有力的联合免疫治疗。
图4 Apt-circRNA对HU-HSC-PDX结直肠癌模型的治疗作用。
首例临床试验
研究进一步在浙江萧山医院开展了一项临床试验，以评估APT-circRNA-KR2在健康志愿者中的安全性和诱导的早期免疫应答。
在首例人体（first-in-human）临床试验中，Apt-circRNA-KR2疫苗表现出高度的安全性，在剂量递增（n=9）和重复给药（n=3）队列的参与者中，只报告了一次短暂的流感样事件（1/12），并在12小时内消失；没有发生注射部位反应或≥2级不良事件（0/12），所有血液学和免疫指标在180d内均保持在正常范围。
此外，Apt-circRNA-KR2疫苗迅速诱导了强大的先天和适应性免疫，外周血单核细胞scRNA-seq图谱显示免疫反应特点为起效迅速和协调，包括B细胞、CD14⁺单核细胞和CD8⁺T细胞在内的APC在接种后12小时达到高峰，并在7天内恢复到基线水平。反应峰值在每次接种后不久恢复到基线，表明免疫周期短暂但可重复，可有效诱导可控的抗原特异性激活反应。
这些结果强调了Apt-circRNA良好的靶向免疫原性和安全性，展现其临床潜力。
图5 Apt-circRNA疫苗接种后人外周血单核细胞的单细胞转录组。
总结
研究开发了一种无载体、可扩展和可编程的嵌入适配体的环状RNA（Apt-circRNA），它通过适配体实现靶向作用，同时维持环状RNA的稳定性和蛋白质生产能力。
与传统平台不同，Apt-circRNA不需要脂质纳米粒等载体，也不需要外源性佐剂，而是通过适配体实现靶向性递送。皮下注射Apt-cricRNA肿瘤疫苗，可有效靶向树突状细胞，通过细胞运输递送到引流淋巴结，从而实现安全而有效的抗肿瘤免疫。
基于Apt-circRNA开发的肿瘤疫苗Apt-circRNA-KR2在临床前研究和临床试验中，表现出卓越的靶向免疫原性和极好的安全性。研究为未来基于适配体的circRNA疫苗开发和临床研究奠定了坚实的基础。
原文链接：
https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2025.09.28.679023v1
参考资料：
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