IL-15能够激活效应T细胞和NK细胞，在肿瘤免疫治疗中具有重要潜力，但系统性毒性和较短的体内半衰期限制了其进一步应用。目前，通过分子工程改造降低IL-15外周活性、改善其体内暴露已成为重要的优化方向。如何实现IL-15在肿瘤局部的持续、选择性作用，同时减少全身免疫激活，是提高其治疗效果和安全性的关键。
近日，复旦大学黄胜林联合福建医科大学第二附属医院李彩苹团队在Acta Pharmaceutica Sinica B 发表题为 “Tumor-targeted delivery of circular RNA-encoded dimeric IL-15 prodrug potentiates neoantigen vaccine” 的研究论文。
该研究构建了一种circRNA编码的二聚体IL-15前药（IL15D），结合肿瘤靶向递送、circRNA持续表达及MMP-14响应性激活，增强IL-15在肿瘤局部的持续作用。在此基础上，Circ-IL15D与新抗原mRNA疫苗联合应用，可进一步改善肿瘤免疫微环境并增强肿瘤特异性免疫应答，为circRNA编码细胞因子的肿瘤靶向递送及其与肿瘤疫苗的联合治疗提供了新的思路，也拓展了circRNA在肿瘤免疫治疗中的应用。
cRGD-CircIL15D-LNP的设计与验证
针对IL-15系统给药易引起全身毒性的问题，研究团队构建了二聚体IL-15前药IL15D，通过MMP14特异性可切割肽连接两个IL15S模块，以部分遮蔽IL-15活性。随后，将其编码序列整合至circRNA，构建Circ-IL15D。实验显示，IL15D在未切割状态下免疫活性较低，经MMP14切割后活性恢复，验证了其蛋白酶响应型前药设计。
图1｜circRNA编码的二聚体IL-15前药的设计与验证
为提高Circ-IL15 的肿瘤靶向递送效率，研究团队构建了不同cRGD修饰比例的LNP。结果显示，20% cRGD-LNP具有最高的细胞摄取效率，主要通过 caveolae介导的内吞途径进入细胞，并兼顾RNA包封稳定性和肿瘤富集能力，因此被用于后续递送。进一步比较发现，linear-IL15D表达较快但持续时间较短，而circ-IL15D起效较慢、峰值较低，却能维持更长时间的IL-15表达。
图2｜LNP不同配方的生物物理特性表征与功能筛选
体内抗肿瘤评价筛选IL-15构型
研究团队将Linear-IL15S、Linear-IL15D、Circ-IL15S和Circ-IL15D封装于20% cRGD-LNP中进行体内评价。在5 μg剂量下，Circ-IL15S和Circ-IL15D整体疗效较好，其中Circ-IL15D组有一只小鼠肿瘤完全消退，并伴随一定程度的脾脏增重。
为进一步比较两种circRNA构型，研究团队将第二次给药剂量降至3 μg，并加入Circ-Fluc对照。结果显示，Circ-IL15D抑瘤效果优于Circ-IL15S，终点平均肿瘤体积约为440mm³，同时显著增加肿瘤内CD4⁺、CD8⁺ T细胞浸润及CD8⁺/CD3⁺比例。这可能与circRNA持续表达延长IL15D经MMP14切割后恢复活性的作用时间有关，且治疗期间整体耐受性良好。
图4｜肿瘤靶向CircIL-15D与抗原疫苗协同重塑抗肿瘤免疫
Circ-IL15D联合新抗原疫苗抗肿瘤
考虑到OVA属于外源性高免疫原性抗原，研究团队进一步在Hep53.4肿瘤模型中评估Circ-IL15D与新抗原 mRNA疫苗的联合疗效。该疫苗编码6个肿瘤来源新抗原，采用线性mRNA-LNP递送。
新抗原疫苗单药抑瘤作用有限，而Circ-IL15D联合治疗效果最明显，平均肿瘤体积约为200 mm³，并有一只小鼠肿瘤完全消退。联合组肿瘤内CD8⁺ T细胞增加、FOXP3⁺细胞减少；经新抗原mRNA再刺激后，IFN-γ⁺和GrB⁺ CD8⁺ T细胞比例均最高。
将给药调整为每6天一次、共4次后，联合组平均肿瘤体积进一步降至约95.8 mm³，并显著延长生存期。治疗期间小鼠体重总体稳定，显示出较好的耐受性。
图5｜Circ-IL15D联合新抗原疫苗在Hep53.4肿瘤模型中的治疗效果评价
联合anti-PD-1增强疗效
双联治疗后部分肿瘤出现进展，并伴随PD-1表达升高，研究团队进一步加入anti-PD-1。三联治疗使肿瘤完全缓解率达到60%，并提高效应性CD8⁺ T细胞比例，促进巨噬细胞由M2-like向M1-like转变。不过，部分CD8⁺ T细胞仍呈耗竭状态，且Lag3、Tox 和Nr4a1等耗竭相关基因上调，提示其他耗竭通路仍可能限制持久疗效。
图6｜三联联合治疗的抗肿瘤作用及免疫微环境重塑研究
原位肝癌模型验证联合治疗效果
研究团队在Hep53.4-Fluc原位肝癌模型中评估Circ-IL15D与新抗原疫苗的联合疗效。IVIS成像显示，新抗原疫苗单药控制作用有限，Circ-IL15D单药具有一定抑瘤效果，而联合组在各时间点的肿瘤生物发光信号均最低，截至第28天无小鼠死亡。H&E染色显示，联合组病灶面积比最低（0.1604），并显著延长中位生存期。治疗期间小鼠体重总体稳定，显示出较好的体内耐受性。
图7｜Circ-IL15D联合新抗原疫苗（Neoantigen-V）在Hep53.4原位肝癌模型中的治疗抑制作用
转移模型验证联合治疗效果
研究团队进一步通过尾静脉注射建立血行转移模型。新抗原疫苗单药对转移控制有限，Circ-IL15D单药可一定程度抑制肿瘤进展，而联合治疗对肺部及泌尿生殖区域转移的抑制更为明显，其中一只小鼠的转移性肿瘤完全清除。
与其他组相比，联合组体重下降幅度最小、平均肺重量最低，肺部病灶面积比降至0.1140，同时中位生存期明显延长，进一步显示了该联合方案对播散性肿瘤的控制作用。
图8｜Circ-IL15D联合新抗原疫苗在Hep53.4-Fluc肺转移模型中的抗转移作用
总结
本研究在多种肿瘤模型中验证了Circ-IL15D联合新抗原mRNA疫苗的治疗效果，联合方案在抑制肿瘤生长、改善免疫细胞浸润及增强抗原特异性T细胞反应方面均表现出优势，并在原位及转移模型中延长了荷瘤小鼠生存期。
整体来看，该策略为circRNA编码条件激活型细胞因子与肿瘤疫苗的联合应用提供了实验依据。未来仍需进一步关注肿瘤靶点异质性，以及长期重复给药的安全性和免疫原性。
原文链接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211383526005356