mRNA疫苗試驗設計啟示

mRNA抗呼吸道合胞病毒疫苗臨床前藥代及安全評價綱要 (IND-Enabling)

LNP-mRNA臨床前藥代及安全評價綱要 (IND-Enabling)

大鼠重復給藥GLP毒性試驗

食蟹猴重復給藥GLP毒性試驗

腫瘤疫苗類型

一般來說根據(jù)制備技術(shù)，腫瘤疫苗可分為四類：細胞疫苗、肽類疫苗、病毒疫苗、和核酸疫苗。核酸疫苗是指含有由DNA或RNA編碼的抗原的疫苗。核酸疫苗是一個前景廣闊且極具吸引力的疫苗平臺，因為其可在一次免疫中注射多種抗原，并能夠誘導強烈的MHC-I介導的CD8+ T細胞應答。與傳統(tǒng)疫苗相比，核酸疫苗已顯示出諸多優(yōu)勢，例如安全性、誘導針對目標抗原的免疫應答的特異性、可同時誘導體液和細胞免疫應答、生產(chǎn)成本相對較低以及易于制造。

Different types of cancer vaccine platforms^[1]

mRNA腫瘤疫苗介紹&作用機制

mRNA腫瘤疫苗是一種基于mRNA的免疫療法，能夠編碼腫瘤相關(guān)抗原(TAA)或腫瘤特異性抗原(TSA)，通過誘導或增強有效的抗腫瘤免疫反應而起效。mRNA疫苗被抗原呈遞細胞內(nèi)吞并被轉(zhuǎn)運到細胞質(zhì)，由核糖體翻譯產(chǎn)生目標抗原蛋白，經(jīng)過多種途徑刺激機體免疫反應：

(1) MHC-I呈遞途徑
? 細胞內(nèi)抗原蛋白被蛋白酶體分解成抗原肽表位，通過I類主要組織相容性復合體 (MHC Class I) 運送到細胞表面呈遞給CD8+ T細胞；活化的CD8+ T細胞具備細胞毒性，可特異性殺傷靶細胞

(2) MHC-II呈遞途徑
? 分泌的抗原蛋白可被細胞內(nèi)吞并降解，通過MHC-II類蛋白運送至細胞表面呈遞給CD4+ T細胞；CD4+ T細胞通過促炎細胞因子激活吞噬細胞，增強其殺傷和吞噬靶細胞的能力，另一方面CD4+ T細胞可以共激活抗原特異性B細胞并誘導體液免疫反應

mRNA-based vaccine mode of action^[2]

mRNA腫瘤疫苗優(yōu)勢

mRNA腫瘤疫苗具有多種優(yōu)勢，如：
? 抗原選擇范圍廣
? 自佐劑：表現(xiàn)更強的免疫原性
? 安全性：不整合到基因組，安全性高于DNA疫苗
? 生物化學合成，生產(chǎn)過程無病毒感染風險
? 不依賴于細胞培養(yǎng)，構(gòu)建速度快，借助于人工智能、計算生物學、疫苗學等

已有臨床前和臨床研究證明mRNA疫苗具有抗癌的可行性。目前正在開發(fā)各種mRNA腫瘤疫苗用于各種癌癥治療。此外，個性化mRNA疫苗為精準癌癥治療開辟了新的方向。隨著個性化腫瘤疫苗研究和臨床試驗的不斷增加，開發(fā)針對不同類型腫瘤的mRNA疫苗的可能性日益增加。

The advantages of mRNA vaccines in the context of cancer therapy^[3]

mRNA腫瘤疫苗挑戰(zhàn)

mRNA腫瘤疫苗設計與優(yōu)化

典型的mRNA由一個兩側(cè)為5′非翻譯區(qū) (UTR) 的帽子、3′ 非翻譯區(qū) (UTR)、一個編碼mRNA腫瘤疫苗中癌癥抗原的開放閱讀框 (ORF) 和一個poly(A) 尾組成。mRNA的這些成分可以通過修飾來提高穩(wěn)定性、翻譯效率和免疫刺激特性。設計和優(yōu)化方法包括編碼區(qū)的設計和優(yōu)化、非編碼區(qū)的設計和優(yōu)化以及遞送形式的設計和優(yōu)化。

mRNA structural elements^[1]

mRNA腫瘤疫苗體外評價（質(zhì)量控制）

原液質(zhì)控：mRNA鑒定包括外觀、鑒別、pH值、序列長度、序列完整性及準確性、含量、加帽率、加尾結(jié)構(gòu)或長度和純度等指標。

成品質(zhì)控：成品階段除常規(guī)的疫苗外觀、裝量、pH值、安全性和效力項目外，質(zhì)控項目主要針對mRNA鑒定（鑒別、含量、純度、完整性），遞送系統(tǒng)各組分鑒定（鑒別、含量），制劑特性項目[包封率、納米顆粒粒徑、分散系數(shù)（PDI）、Zeta 電位] 以及工藝相關(guān)雜質(zhì)殘留（有機溶劑等）3個部分。

案例分享-FACS分析細胞因子

mRNA腫瘤疫苗臨床前研究

概念驗證測試：mRNA疫苗的臨床前開發(fā)需驗證其活性和機制。體外實驗通過共培養(yǎng)T細胞（來自PBMC或全血）與表達TAA的腫瘤細胞系進行。對于靶向TSA的個性化疫苗，因TSA的患者特異性，通常采用多種體外方法，如新抗原的PBMC培養(yǎng)評估，替代商業(yè)上難以獲取的合成TSA腫瘤細胞系。

動物模型選擇：動物模型對評估m(xù)RNA疫苗的安全性和活性至關(guān)重要。通過評估疫苗接種后的抗腫瘤效果、存活率和免疫反應，深入了解作用機制。評估聯(lián)合應用mRNA疫苗和檢查點抑制劑的效果，支持未來可能的聯(lián)合治療。

體內(nèi)概念驗證研究：體內(nèi)概念驗證研究旨在確定活性劑量范圍和最佳給藥方案。通過在小鼠腫瘤模型中評估抗腫瘤作用、存活率、免疫反應或細胞因子誘導，全面了解mRNA疫苗效果，建立免疫原性模型，為臨床試驗提供關(guān)鍵信息。

給藥途徑：給藥途徑影響mRNA疫苗的生物分布、持續(xù)性、活性持續(xù)時間和劑量反應。抗原提呈細胞對mRNA疫苗的攝取、表達和呈遞程度因注射途徑而異，進而影響疫苗的效力和免疫刺激區(qū)域。

Different strategies for the administration of mRNA vaccines^[4]

安全性評價：安全性評價是RNA腫瘤疫苗臨床前開發(fā)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，采用嚴格的試驗設計，并且符合GLP標準，確保試驗的科學性以及合規(guī)性。使用適當?shù)膭游锬Ｐ湍M人體生理和免疫反應，評估m(xù)RNA疫苗的潛在毒性，重點關(guān)注動物的臨床表現(xiàn)、體溫變化、相關(guān)的炎癥反應、，尤其關(guān)注疫苗的遞送系統(tǒng)對肝臟，脾臟等免疫系統(tǒng)或組織的影響，以及對免疫相關(guān)指標如淋巴細胞表型、細胞因子、急性反應期蛋白水平（α1和α2）等的影響，為后續(xù)臨床試驗提供充分參考。

總結(jié)

mRNA腫瘤疫苗在癌癥治療領(lǐng)域顯示出巨大的潛力和希望。隨著技術(shù)的不斷進步和臨床驗證的深入，mRNA疫苗已成為一種引人注目的治療選擇。盡管mRNA疫苗在實驗室和早期臨床階段顯示出希望，但它們?nèi)悦媾R一些挑戰(zhàn)，包括穩(wěn)定性、遞送系統(tǒng)和免疫原性的問題。未來的研究需要解決這些局限性，例如通過優(yōu)化mRNA序列、改進遞送載體和增強疫苗的穩(wěn)定性來提高疫苗的效果和安全性。

mRNA技術(shù)的靈活性和可擴展性使其在未來的癌癥治療中具有廣闊的應用前景。結(jié)合其他治療方法，如免疫檢查點抑制劑，mRNA疫苗可能提供更有效的治療方案。此外，隨著技術(shù)的進一步發(fā)展和深入了解mRNA疫苗的生物學機制，未來可能會有更多創(chuàng)新疫苗問世，為癌癥患者提供更多治療選擇。

美迪西具有領(lǐng)先的mRNA腫瘤疫苗研發(fā)服務平臺，可為mRNA腫瘤疫苗的開發(fā)提供高效優(yōu)質(zhì)的解決方案，為各類新型生物技術(shù)藥及疫苗的安全性和有效性評價提供全方位支持！