RNA疫苗临床III成功,看多组学技术如何赋能癌症疫苗高分研究
8月19日,Moderna与默沙东宣布:个体化mRNA新抗原疗法intismeran autogene(原mRNA-4157/V940)联合帕博利珠单抗,在1,137例完全切除的高危黑色素瘤患者中,同时达到无复发生存期(RFS)主要终点和无远处转移生存期(DMFS)关键次要终点。这是个体化新抗原疗法首次取得III期阳性结果,也是mRNA技术在肿瘤治疗晚期临床试验中的关键突破。
这是一项术后辅助治疗研究,目标是在肉眼看不到肿瘤、但可能仍存在微小残留病灶时,降低复发与远处转移风险。目前公布的仍是预设中期分析,完整数据、绝对获益、亚组结果及总生存期还需后续披露。
真正值得关注的是另一件事:每位患者的肿瘤突变都不一样,如何从肿瘤组织中,筛选出有用的新抗原,并证明RNA疫苗确实诱导并识别肿瘤的T细胞?仅仅开展外显子组测序,是无法回答上述问题的,必须借助多组学技术,依次验证抗原筛选、免疫应答、作用机制与临床结局之间的关系。
个体化癌症疫苗的第一步,是比较患者肿瘤组织与正常组织(血液)、癌旁组织中的基因组信息,借助靶向Panel测序、外显子测序或全基因组测序寻找只存在于肿瘤细胞中的体细胞突变(Somatic Mutation)。
但“存在突变不等于“适合接受肿瘤疫苗治疗:突变是否产生转录本继而翻译成蛋白,亦或是可能只存在于少数亚克隆,也可能无法被患者的HLA分子有效呈递。即使候选抗原预测正确,疫苗注射后是否激活T细胞、激活了哪类T细胞、克隆能否长期存在、是否真正识别自体肿瘤,仍要逐层验证。
因此,一个有解释力的研究链条应该是:
肿瘤突变 → 突变转录表达 → HLA呈递潜力 → 特异性T细胞扩增 → 免疫状态重塑 → 自体肿瘤识别 → 复发风险变化。
其中,下面的5种组学技术非常关键:
① 全外显子组测序(WES)负责找到突变并评估克隆性;
② 常规转录组(Bulk RNA-seq)确认这些体细胞突变是否表达关键通路的RNA信息;
③ 单细胞免疫组测序可同时获得单细胞RNA表达与单细胞TCR序列信息,把TCR克隆和细胞表型对应起来;
④ 常规TCR测序(Bulk TCR-seq)承担多时间点、低成本的纵向追踪;
⑤ Olink蛋白组学捕捉患者血液中细胞因子和免疫调控变化;
⑥ (可选)ctDNA-MRD、影像学及临床随访则把免疫学应答锚定到真实疾病结局。
图1|个体化新抗原疫苗的证据闭环
图1|从肿瘤/正常WES、RNA表达与HLA呈递,到TCR克隆、免疫网络和MRD/RFS/DMFS,形成从患者层面关联抗原、免疫反应与临床结局。
不同研究目的对应不同样本量,并且有不同的研究侧重点——
① 若重点是验证可行性和免疫机制,可先开展10–20例深度探索队列;
② 若希望比较应答者与非应答者、复发与未复发患者,建议将纵向临床队列扩大至50–100例以上,并预留足够事件数;
③ 成本较高的单细胞组学可嵌套选择10–20例代表性患者做配对的高分辨率解析;
④ 若目标是证明临床疗效,则必须根据RFS、DFS或DMFS等主要终点正式计算样本量,通常需要更大规模的随机对照设计,不能用经验人数替代,但必须符合临床统计学规则。
图2|个体化RNA癌症疫苗多组学技术路线
图2|建议以“定靶—制备—纵向监测—多组学整合—临床结局为主轴,统一记录组织、血液、时间点和临床结局。
样本设计决定了后面能回答什么问题。手术肿瘤组织应尽可能同时留取三类材料:一份FFPE用于经典病理检查、WES及Smart Pico微量转录组测序;一份冷冻或新鲜手术/穿刺组织可用于单细胞VDJ免疫组测序、肿瘤浸润T细胞分析和自体肿瘤培养,同时必须保留癌旁组织、正常组织以及外周血样本,帮助识别肿瘤特异性状态。配对全血或白细胞用于胚系对照和HLA分型。
外周血最好一次采集后分离成PBMC、血浆和外周血提取后的DNA三部分。PBMC用于Bulk TCR-seq、流式、ELISpot及关键时间点的单细胞免疫组测序;血浆强烈建议用于Olink蛋白组学检测,经费允许可对ctDNA展开MRD检测。FFPE、新鲜或冻存组织均可进入WES与Bulk RNA-seq,但单细胞免疫组VDJ测序优先使用新鲜组织或规范冻存的细胞悬液。只有冻存组织时可考虑单细胞(抽核)转录组,但其通常不能像新鲜组织那样恢复完整TCRα/β配对信息。
时间轴可参考“基线T0—启动期T1—应答峰值T2—加强针后T3—长期随访T4设计。学术队列可在治疗前、2–4周、8–16周、20–24周及此后每3–6个月采血;若出现影像学变化或复发,应尽可能追加组织和血液。所有患者至少完成WES、Bulk RNA、Bulk TCR和血浆蛋白组,单细胞放在关键配对时间点和代表性亚组,才能兼顾样本量、纵向性与研究成本。
四、经典案例解析——2025年这篇Nature告诉大家9例患者开展完整机制链论证闭环?
2025年,哈佛Dana-Farber Cancer Institute等多个团队在Nature发表I期研究,为9例高危、完全切除的透明细胞肾细胞癌患者制备个体化长肽新抗原疫苗。需要说明的是,这篇研究采用的是合成长肽疫苗,而不是mRNA制剂;但从新抗原发现到免疫监测的研究框架,对RNA癌症疫苗具有很强的迁移价值。
问题1:疫苗如何从肿瘤里设计出来?
研究以FFPE肿瘤和配对外周血开展WES,并用肿瘤组织的Bulk RNA-seq确认候选突变是否表达,再综合突变质量、HLA结合预测、克隆性、驱动基因属性和多肽可合成性筛选抗原。每例肿瘤中位检出45个高质量编码突变,最终中位纳入15条疫苗肽;7/9患者的疫苗覆盖VHL、PBRM1、BAP1、KDM5C或PIK3CA等驱动突变。
问题2:疫苗是否产生免疫原性?
9例患者均产生疫苗特异性T细胞反应,中位可识别7条候选疫苗肽。大部分应答来源于CD4 T细胞,呈抗原经历型记忆表型,并具有多细胞因子分泌能力。针对常见肾癌驱动突变的7条疫苗肽中,6条在体外刺激后表现出免疫原性,说明低突变负荷肿瘤并非一定缺少可利用的新抗原。
的Olink结果同样关键。作者使用Olink Target 96 Immuno-Oncology Panel检测治疗前、第3周和第20周血浆,观察到IL-12、IL-18、CD27/CD28/CD70及Granzyme A等免疫激活信号上升。
与此同时,PD-1、LAG3、CSF1和VEGFA等免疫抑制、髓系调控或血管生成信号也同步增强。
换句话说,疫苗诱导的不是单方向免疫升高,而是激活与代偿并存的系统性免疫重塑,这也为联合治疗和耐药机制研究提供了候选轴。
问题3:局部接种位点发生了什么?
作者在治疗前和接种后对皮肤进行活检,开展单细胞免疫组测序,获得了单细胞维度的mRNA和TCR信息。接种后髓系和淋巴系细胞浸润增加,T细胞独特克隆数显著上升,而总体TCR多样性没有明显改变;细胞毒性T细胞和增殖型NK细胞呈增加趋势,PRF1、GZMB和IFNG等效应程序被增强。这说明单细胞免疫组不仅能看到“细胞比例变了,还可以把克隆扩增与功能状态连接起来。
回答4:这些T细胞能否持续并识别肿瘤?
作者在治疗前及第3、8、12、20、24周采集外周血,以Bulk TCRβ测序追踪克隆;同时对肿瘤和迟发型超敏反应皮肤活检开展单细胞免疫组测序。
通过单细胞TCR与外周血Bulk TCR的序列匹配,研究锁定98个疫苗扩增T细胞克隆:接种后3周内平均扩增166倍,部分克隆可持续3年。
最终,7/9患者的外周T细胞能够识别自体肿瘤细胞,形成“疫苗抗原—TCR克隆—功能表型—肿瘤识别的闭环证据。
中位随访40.2个月时,9例患者均未复发。但这是无随机对照的小样本I期研究,足以支持安全性、免疫原性与机制可行性,却不能单独证明疫苗降低了复发风险。这个边界必须在新闻传播和方案设计中说清楚。
对于希望开展RNA癌症疫苗临床研究的高校和医院团队,建议在项目启动前明确四个层次的问题:
第一,哪些突变真正表达并可能被HLA呈递;
第二,哪些T细胞克隆被疫苗扩增,它们属于CD4、CD8还是耗竭/记忆状态;
第三,这些克隆能否长期存在并与系统性免疫变化相对应;
第四,免疫应答是否与ctDNA下降、影像学缓解或复发风险相关。
相应地,WES+Bulk RNA完成定靶,scRNA+scTCR解释谁在应答、处于什么状态,Bulk TCR负责能否长期追踪,Olink揭示全身免疫网络如何重塑,ctDNA-MRD、影像和临床随访完成是否转化为疾病控制的临床锚定。
研究中还应预先记录治疗方案、疫苗剂次、免疫联合用药、病理分期、肿瘤负荷和不良事件,避免组学数据与临床信息脱节。
真正高质量的多组学方案,不是把检测项目越堆越多,而是让每项技术在证据链中各司其职:从找到了新抗原,继续回答诱导了哪群T细胞为何有人应答、有人不应答这些克隆是否持续最终是否识别肿瘤并关联复发风险。Moderna的III期突破点燃了热度,而下一批高质量论文和临床证据,将来自能够把抗原筛选、免疫反应和临床结局进行纵向关联的研究设计。
参考文献
1. Nature News. Moderna cancer vaccine stops melanoma returning: what’s next for personalized treatments? 20 August 2026. DOI: 10.1038/d41586-026-02612-3。
2. Braun DA et al. A neoantigen vaccine generates antitumour immunity in renal cell carcinoma. Nature 639, 474–482 (2025). DOI: 10.1038/s41586-024-08507-5。
3. Weber JS et al. Individualised neoantigen therapy mRNA-4157 (V940) plus pembrolizumab versus pembrolizumab monotherapy in resected melanoma (KEYNOTE-942). The Lancet 403, 632–644 (2024)。
说明: 文中样本量和采样框架用于科研方案规划,不是适用于所有癌种或终点的固定标准;正式临床试验须结合主要终点、预期效应量、脱落率和监管要求完成统计学设计。

