疫苗前沿 | 从被动到主动拦截：预防性乳腺癌mRNA疫苗新突破

乳腺癌作为全球女性发病率极高的恶性肿瘤，其防治关口亟需前移。在临床筛查中，导管原位癌（DCIS）等早期非浸润性病变的检出率显著增加，这为阻止其向浸润性癌演变提供了黄金窗口。相比于晚期肿瘤深重的免疫抑制微环境，早期病变阶段的抑癌免疫反应更为活跃，是预防性免疫干预的绝佳时机。

哈佛医学院Kornelia Polyak团队在PNAS上发表的这项研究，建立并确立了针对乳腺癌起源细胞（Cell-of-origin）进行主动免疫拦截的证明。该研究利用mRNA-LNP平台靶向乳腺管腔前体细胞（LP），在肿瘤恶化前成功重塑了免疫图谱。

研究内容详解

一、抗原靶点的确立与分子基础评估

在启动疫苗设计前，首要任务是确立具备高度组织特异性且靶向肿瘤起源细胞的抗原。本课题选择的靶抗原为 α-乳白蛋白（LALBA），其主要表达于乳腺管腔前体细胞（LPs），而 LP 细胞被认为是乳腺癌的正常起源细胞。

人与大鼠多组织数据库筛选：

分析 The Human Protein Atlas 等公开数据库中人与大鼠主要组织器官的bulk RNA 和单细胞转录组（scRNA-seq）测序数据，验证 LALBA mRNA 在正常乳腺组织中表达的绝对特异性。

乳腺上皮亚群精确定位：

通过对正常乳腺组织进行单细胞转录组测序及 UMAP 降维分析，确立 Lalba mRNA 在管腔前体细胞（LP）中高度富集表达，而几乎不表达于成熟管腔细胞（ML）及基底细胞（BA）中。同时，利用免疫荧光多重染色，在蛋白水平上证明 LALBA+ 上皮细胞与雌激素受体阳性（ERα+）细胞及 α-SMA+ 基底细胞不发生重叠。

二、mRNA-LNP制备及体外表达验证

序列设计是 mRNA 疫苗的核心。研究制备了两种形式的 mRNA：未修饰型（Lalba-U）和 N1-甲基假尿苷修饰型（Lalba-M），并以编码荧光素酶的修饰型 mRNA（Luc）作为对照。对大鼠全长 Lalba基因编码区序列进行密码子优化后重组至IVT载体，经体外转录制备mRNA，纯化后包封至LNP。

在开展动物实验前，通过体外转染验证mRNA-LNP能够翻译出靶蛋白。将健康、高转染效率的 293FT 细胞铺板于培养皿中，分别转染制备好的 Luc、Lalba-U 和Lalba-M mRNA-LNP。

实验结果显示：Lalba-U 和 Lalba-M 两种制剂均能成功在细胞上清中表达并分泌大鼠 LALBA 蛋白，且修饰型的 Lalba-M 表现出比未修饰型 Lalba-U 更高的蛋白翻译与分泌效率。

三、体内安全性与免疫原性评估

在确认体外活性后，需要评估疫苗在活体健康动物中的安全耐受性以及能否诱导抗原特异性的细胞与体液免疫。

选用 21-23 天龄的健康雌性未孕 Sprague-Dawley（SD）大鼠，分别设计 2 次或 3 次肌肉注射接种，每次接种间隔为 2 周（每只大鼠注射 50 μL，即10 μg 剂量）。

安全性与局部毒性观察：接种 Lalba-U（未修饰型）的大鼠在注射部位全部出现明显的红肿及疤痕，且体重增长出现轻微迟缓。而接种修饰型 Lalba-M 的大鼠未观察到任何局部病理异常，体重发育完全正常。

脏器病理学安全性评价：取大鼠乳腺、肝、肺、心、肾和脑等关键脏器进行固定和 H&E 染色病理分析。结果表明，Lalba-M 组大鼠的正常乳腺组织及其他主要脏器结构完整，未见任何细胞学异常或炎性损伤。

1. 正常乳腺上皮细胞组成检测：接种 Lalba-M 疫苗并未破坏正常乳腺上皮的细胞构成和组织架构。
2. 局部与外周免疫原性检测：外周血白细胞未检测到明显的 IFN-γ 分泌；但在 Lalba-M 组中，部分 dLN 淋巴细胞在 LALBA 肽刺激下表现出强烈的 IFN-γ 分泌活性。
3. 流式细胞术 T 细胞表型分析：对体外受肽刺激的 dLN 细胞进行流式抗体标记。结果显示，在 CD4+ CD45RC+ IRF8+ 的 Th1 效应 T 细胞中，Lalba-M 疫苗组能特异性且显著上调 CD25+ CD134+ 早期活化标志物的表达比例，而 CD8+ T 细胞的 CD25 表达活化则不明显。
4. 抗原特异性体液免疫（ELISA）：抗原特异性 IgG 仅在接种 Lalba-M 的血浆样本中可被特异性地检测到；抗原特异性 IgA 则在 Lalba-U 和 Lalba-M 组大鼠中均被显著诱导；而各组间的非特异性 IgM 滴度则无统计学差异。

四、化学诱导乳腺癌动物模型的预防药效验证

这是课题最具说服力的部分，用于证实预防性疫苗接种能否真正抑制乳腺癌的发生和进展。

无瘤生存率（Tumor-free survival）：相比于 Luc 对照组，接种 Lalba-M 疫苗显著延长了 palpable 肿瘤的无瘤生存期，而 Lalba-U 组的改善并不显著（Fig. 2B）。

肿瘤数量与重量：利用广义线性混合模型分析发现，Lalba-M 显著降低了每只大鼠触及的肿瘤数量。在终点时，Lalba-U 和 Lalba-M 组大鼠的最终实体肿瘤重量均显著低于 Luc 对照组。组织病理检查进一步发现，Lalba-M 组的所有大鼠乳腺组织中完全未见任何 micro-DCIS 病变。

长期生存与体液免疫相关性 meta 分析：Lalba-M 免疫接种能极具统计学意义地延长大鼠的无瘤生存期和总生存期。

抗体反应者分类与预后相关性：外周血 LALBA-IgG 的最高滴度与大鼠体内肿瘤潜伏期呈极显著的正相关；反应者大鼠（R 组）的无瘤生存期、 palpable 肿瘤数量、以及稳定期肿瘤的比例均显著优于非反应者（NR 组）。

五、超早期病变的主动“免疫拦截”机制探究

为了在人类早期非浸润性病变（如 DCIS 阶段）模拟“免疫拦截”，可设计多剂量免疫结合共期致癌物给药的超早期终点实验。

对乳腺组织，进行 H&E 染色，由病理学家进行盲法分级评分。结果显示，Lalba-M 组大鼠的乳腺增生评分显著低于 PBS 和 Luc 对照组。

超早期病变组织的单细胞转录组机制：收集乳腺组织并进行单细胞解离与 scRNA-seq 测序。结果显示，疫苗接种并没有减少乳腺组织中正常的 LALBA+ ELF5+ 管腔前体细胞（LP）亚群。

增生特异性 LP 亚群的清除：在 PBS 和 Luc 对照组中，高增生评分（score 2）乳腺中特异性出现了一个高表达Mki67、Top2a、Cdk1等细胞分裂标志物的“增生性管腔前体细胞亚群”（Hyperplastic LP subcluster），而在 Lalba-M 预防组中，该增生性 LP 亚群完全消失。

微环境免疫浸润激活关联：对超早期乳腺组织切片进行免疫荧光多重染色，定量分析 CD8+ T 细胞、CD3+ T 细胞的浸润。定量分析表明，在 1 级或 2 级早期病变中，CD8+ T 细胞的局部浸润水平与上皮细胞中 ELF5+ 前体细胞的丰度或 Ki67+ 增殖指数呈强正相关。利用 MultiNicheNet 算法对 LP 细胞和 T/NK 细胞进行细胞间配受体通讯分析，发现 hyperplastic 阶段的 LP 细胞会高度富集 Il33 激活通路等促进 T 细胞活化的信号。这说明早期异常增殖的前体细胞病灶具有高度的“免疫响应性”，预防性疫苗能够通过激活特异性 Th1 细胞免疫和抗体，在极早期精准识别并清除这些高度增殖的异常 LP 细胞，实现阻断乳腺癌启动与恶性演进的目的。

研究亮点

研究首创性地证实了以肿瘤起源细胞（LP细胞）的特异性抗原为靶点，通过预防性 mRNA-LNP 疫苗进行超早期“免疫拦截”的策略是切实可行的。

证实了核苷修饰（N1-methylpseudouridine）在癌症预防疫苗中的关键价值，不仅提升了抗原表达和特异性 Th1 细胞因子及抗体水平，更极大地规避了未修饰 RNA 带来的局部炎症副反应。

小结

本研究为高危突变人群（如携带 BRCA 突变者）或乳腺原位癌（DCIS）患者的临床早期干预提供了极具前景的新范式。未来可通过在 LNP 中协同递送免疫佐剂（如 IFN-β）或者联合 Treg 调节剂，来克服远交个体中的“非反应性”，以建立更持久的长期免疫记忆网络。

参考文献

[1] Nishida J, Seehawer M, Rojas Jimenez E, Yan P, Bui TM, Foidart P, Muramatsu H, Goyette MA, Cai X, Li Z, Beattie MB, Pardi N, Polyak K. Breast cancer prevention by prophylactic Lalba mRNA-LNP vaccination. Proc Natl Acad Sci U S A. 2026 Sep 8;123(36):e2621855123. doi: 10.1073/pnas.2621855123.

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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来源| RNA星球

校稿| Alice编审| Hide / Blue sea

编辑 设计| Leon