个体化mRNA癌症疫苗可根据患者的肿瘤突变特征“量身定制”，但传统制备过程依赖DNA模板和体外转录（IVT），需要经过基因合成、质粒构建、生物发酵、体外转录和纯化等多个环节，整体周期可长达数月。对于胶质瘤等进展迅速的恶性肿瘤，患者可能因此错过最佳治疗窗口。因此，如何快速、稳定地制备个体化RNA疫苗，是推动其临床应用的关键问题。
2026年7月16日，复旦大学基础医学院前沿创新中心璩良团队联合复旦大学附属华山医院、脑科学转化研究院杨辉团队，在《美国科学院院刊》（PNAS）在线发表题为《IVT-free, chemically synthesized protein-encoding RNA oligonucleotides for rapid production of personalized cancer vaccines》的研究论文。研究团队开发了一种能够编码并表达蛋白质的全化学合成RNA寡核苷酸技术，并将其命名为PEO（Protein-Encoding RNA Oligonucleotides）。该技术无需DNA模板、生物发酵和体外转录，有望将个体化RNA疫苗的制备时间由数月缩短至1天。
化学合成RNA具有速度快、质量可控等优势，但受合成长度限制，此前主要用于调控基因表达，难以像mRNA一样翻译产生蛋白质。为解决这一问题，研究团队引入了仅含39个核苷酸的短翻译增强元件BBV，并在RNA两端分别设置5′羟基和3′磷酸。PEO进入细胞后，可被细胞内源性RtcB RNA连接酶识别并连接成环状RNA，随后通过滚环翻译机制持续表达目的蛋白，从而突破化学合成RNA难以编码蛋白质的限制。
图1 PEO在细胞内形成环状RNA并通过滚环翻译表达蛋白质
研究还发现，PEO具有良好的生物相容性。检测结果显示，PEO中的双链RNA杂质低于检测限；在人原代T细胞中，PEO引起的免疫相关基因表达变化也明显低于体外转录RNA。这提示，全化学合成方式可以减少传统体外转录过程中产生的免疫刺激性副产物，有助于提高RNA药物的安全性和质量可控性。
胶质瘤恶性程度高、进展迅速，同时具有显著的免疫抑制性微环境，是典型的免疫“冷肿瘤”，对PD-1等免疫检查点抑制剂的总体应答有限。团队在小鼠原位胶质瘤模型中进一步验证了PEO的治疗效果。结果显示，PEO疫苗单独治疗能够抑制肿瘤生长；与抗PD-1抗体联合使用后，抗肿瘤效果进一步增强。研究表明，PEO有望快速递送并表达肿瘤抗原，同时增强胶质瘤对免疫检查点抑制治疗的敏感性。
图2 PEO癌症疫苗在原位胶质瘤模型中的抗肿瘤效果
近期，国际上也开始探索通过全化学合成方式制备蛋白编码RNA。BioNTech联合创始人乌古尔·萨欣（Ugur Sahin）与前CureVac首席科学家Steve Pascolo团队报道了全化学合成的线性RNA技术。与该技术路线不同，本研究开发的PEO进入细胞后可形成环状RNA，并通过滚环翻译机制表达目的蛋白，为全化学合成蛋白编码RNA提供了不同的分子设计和技术路径。
图3 PEO与化学合成线性RNA技术的比较
综上，本研究建立了一种无需DNA模板、生物发酵和体外转录的蛋白编码RNA制备技术，实现了从“体外转录制造”向“全化学合成”的技术拓展，并显著缩短了个体化RNA疫苗的制备周期。PEO兼具快速制备、蛋白表达、质量可控和较低免疫原性等特点，在个体化癌症疫苗、肿瘤联合免疫治疗以及新发突发传染病快速响应等领域具有进一步开发和临床转化潜力。
复旦大学基础医学院前沿创新中心璩良研究员、复旦大学附属华山医院/脑科学转化研究院杨辉研究员和潘倩博士为论文共同通讯作者。复旦大学基础医学院潘倩博士后、张驰博士后、博士研究生王芯玥、研究助理尹洁、博士研究生佘胜楠，以及复旦大学脑科学转化研究院博士研究生陈曦为论文共同第一作者。
文章链接：https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2529799123
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