疫苗前沿 | 大粒径LNP更利于mRNA癌症疫苗的DC靶向！中科院徐涛院士新发现

• 文献题目：Large and low-PEG lipid nanoparticles enable efficient dendritic cell targeting for potent mRNA Cancer vaccines（大粒径、低PEG脂质纳米颗粒可实现高效的树突状细胞靶向，用于强效mRNA癌症疫苗）

• 发表期刊：

Journal of Controlled Release

• 发表时间：2026年2月2日

• 研究团队：中国科学院生物物理研究所/广州实验室徐涛院士、北京协和医学院朱兰教授、广州实验室刘倩研究员等联合。

• 主要研究结果：研究团队通过系统调控脂质纳米颗粒（LNP）的PEG-脂质含量和总投入浓度，成功研发了一种新型的大粒径、低PEG含量脂质纳米颗粒（LLNP）。该平台在静脉给药后表现出卓越的脾脏树突状细胞（DC）靶向能力，DC转染效率远超传统制药平台。LLNP不仅能诱导强烈的效应和记忆T细胞免疫反应，还能在极低剂量下实现多种肿瘤的完全清除，为下一代癌症免疫治疗提供了强有力的技术平台。

研究背景

mRNA疫苗在新冠疫情中展现了巨大潜力，但在癌症治疗领域仍面临挑战。

癌症免疫治疗的核心在于诱导强效的肿瘤特异性细胞毒性T淋巴细胞（CTL）反应，而树突状细胞（DC）作为最强大的抗原提呈细胞，是启动这一过程的关键。然而，现有的脂质纳米颗粒（LNP）大多针对肝脏或肌肉递送优化，对脾脏DC的靶向效率极低，导致抗原提呈不足和免疫反应微弱。尽管目前已开发出如RNA-lipoplex（LPX）等DC递送平台，但其DC转染率仍处于较低水平（约6%），限制了疫苗的最终疗效。

核心内容详解

一、 LLNP的工程化设计与理化性质优化

研究对象与方法：

研究人员以经典的Moderna疫苗脂质配方（1.5% PEG）为基准，选用SM-102作为电离脂质，通过微流控装置系统性地调节PEG-脂质含量（从1.5%降至0.2%）以及总投入浓度（TIC，从1×提升至6×）。

研究结果：

实验发现，单参数调节（仅降低PEG或仅增加TIC）虽能增大粒径，但难以突破200 nm。通过双参数联合调节，当PEG含量降至0.3%且TIC增至6×时，成功制备出稳定且粒径显著增大的LLNP（粒径约250–280 nm）。冷冻电镜显示，LLNP呈单层、均一的球形结构。这些颗粒表现出极高的包封率（>90%）和良好的物理稳定性，在4°C PBS中可稳定保存至少21天。

实验小结：本部分通过精密的参数调控，打破了传统LNP粒径偏小的限制，构建了一个理化性质稳定的大粒径递送平台，为后续体内DC靶向研究奠定了基础。

二、 LLNP实现高效的脾脏DC精准靶向

研究对象与方法：

研究团队将包封了荧光素酶（luc）或GFP mRNA的LLNP通过静脉注射给药，观察其在器官和细胞水平的分布。

研究结果：

生物荧光成像显示，LLNP的信号几乎完全集中在脾脏，肝脏和其他器官信号极微弱。更令人惊喜的是，在细胞水平上，LLNP驱动的GFP表达高度集中于DC。数据显示，在GFP+细胞中约82%为DC，且脾脏中约44%的CD11c+ DC表达了GFP。相比之下，传统的小粒径SLNP（1.5% PEG, 6× TIC）的DC转染率仅为6%，基准MODLNP仅为2%。

实验小结： LLNP展现了极其卓越的DC靶向偏好性，其转染效率较传统配方提升了数十倍，成功解决了mRNA递送系统“靶向难”的问题。

三、诱导强效、多功能及记忆性T细胞反应

研究对象与方法：

采用HPV16 E6E7 mRNA作为抗原，对C57BL/6小鼠进行两次免疫（第0和7天），通过流体细胞术评估脾脏中抗原特异性CD8+ T细胞的扩增及功能。

研究结果：

LLNP免疫后，脾脏中E7特异性CD8+ T细胞比例在二次免疫后飙升至约25%。功能分析显示，这些T细胞能产生高水平的IFN-γ（~8%）、TNF-α（~1%）及IL-2。此外，LLNP诱导了更高比例的中央记忆型（CM）和记忆前体效应细胞（MPEC），预示着持久的免疫保护力。在肿瘤局部，LLNP也显著增加了肿瘤浸润淋巴细胞（TIL）的数量。

实验小结：由于其高效的DC靶向能力，LLNP能够极大地增强抗原提呈，从而激发出规模宏大且功能完备的T细胞防线。

四、卓越的肿瘤根除能力与低剂量敏感性

研究对象与方法：

在皮下植入C3.43肿瘤（约50 mm³）的小鼠模型中，通过静脉注射三剂5 μg、1 μg或0.2 μg的E6E7-mRNA LLNP进行治疗。

研究结果：

在5 μg剂量下，LLNP实现了100%（12/12）的肿瘤完全根除，小鼠生存期显著延长，且在90天内无一例复发。即便将剂量降至1 μg，仍有58.3%的小鼠获得治愈，且在0.2 μg极低剂量下仍能观察到显著的肿瘤生长延缓。此外，治愈后的小鼠在第90天接受再次肿瘤攻击时，表现出100%的排斥能力，证明了长期免疫记忆的建立。

实验小结： LLNP疫苗在极具挑战性的肿瘤模型中展现了卓越的治疗潜力，且具有很强的剂量经济性，这对于减少临床副作用具有重要意义。

五、摄取机制探究：尺寸与PEG含量的协同作用

研究对象与方法：

在DC2.4和D2SC/1细胞系中通过4°C结合实验、各种内吞抑制剂及Cy5标记mRNA，探究LLNP为何如此高效。

研究结果：

机制研究表明，LLNP的优势不在于内吞体逃逸效率（EEE与SLNP相似），而在于显著增强的细胞摄取能力（提升了3-6.5倍）。LLNP由于粒径大且PEG密度低，与细胞膜的接触面积更大，从而产生了更强的表面粘附力。抑制剂实验确认，LLNP通过网格蛋白介导、穴样凹陷介导及巨胞饮等多种途径进入DC。

实验小结：本部分从生物物理学角度阐明了“大而少PEG”的设计哲学，即通过增加界面相互作用面积来驱动更高效的入胞过程。

六、 DC亚群贡献分析：cDC1起主导作用

研究对象与方法：

利用Batf3 KO小鼠（缺失cDC1）和CD11c-DTR小鼠（可消耗cDC1/cDC2）探讨免疫反应的细胞基础。

研究结果：

实验发现，在Batf3 KO小鼠中，LLNP激发的CTL反应下降了约75%，证明cDC1是介导LLNP免疫反应的主要亚群。尽管cDC2的转染率更高，但cDC1在摄取LLNP后表现出更强的成熟度和更高的共刺激分子（如CD80, CD40）表达水平，具有更强的“单兵作战”提呈能力。

实验小结：研究明确了cDC1在LLNP疫苗中的核心地位，同时也发现cDC2在cDC1缺失时能起到一定的代偿支撑作用，这为精准疫苗设计提供了理论指导。

七、与传统LPX及给药途径的对比验证

研究对象与方法：

将LLNP与BioNTech的RNA-LPX平台以及常规肌肉注射（i.m.）配方进行多维度对比。

研究结果：

LLNP在DC转染、T细胞激活和肿瘤生存获益方面均显著优于传统的DD-LPX平台。此外，研究还发现，LLNP专为静脉给药优化，在系统给药下表现卓越；而传统的MODLNP则更适合肌肉注射，两者在不同途径下各具优势，强调了“途径特定优化”的重要性。

实验小结：通过横向对比，进一步凸显了LLNP作为一种新型系统性递送平台的领先地位和应用前景。

小结

本研究成功开发了基于大粒径（~250-280 nm）和低PEG（0.3%）设计的新型脂质纳米颗粒LLNP。该平台在静脉给药后能实现高效的脾脏DC精准靶向和抗原表达，其DC转染效率突破了现有技术的局限。通过cDC1介导的强效T细胞免疫反应，LLNP疫苗在低剂量下即可根除建立的肿瘤并产生持久的免疫记忆。这些发现不仅为下一代强效mRNA癌症疫苗的开发提供了卓越的平台，也为纳米药物的表面物理化学特性与免疫细胞相互作用提供了深刻见解。

参考文献

[1] Xu X, An J, Bai D, Xu Y, Wu T, Yang H, Yan Y, Yang S, Wei Z, Yao Y, Liu Q, Xu T, Zhu L. Large and low-PEG lipid nanoparticles enable efficient dendritic cell targeting for potent mRNA Cancer vaccines. J Control Release. 2026 Feb 2:114680.

注：本文仅作为医疗健康领域前沿进展分享， 非 治 疗 方 案 推 荐。

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撰写| RNA星球

校稿| Gddra编审| Hide / Blue sea

编辑 设计| Alice