由於不同領域的研究人員過去在mRNA疫苗技術方面投入了近20年的工作，今天世界各地的人們正在接受應對COVID-19的免疫接種以希望能帶領我們走出這種大流行病。現在，由於對這一多功能技術和這一研究基礎的進一步關注，用於其他疾病的mRNA疫苗有更大的機會讓人們受益。
佩雷爾曼醫學院傳染病研究助理教授諾伯特-帕爾迪說：”整個平台非常、非常靈活。你可以將mRNA疫苗用於許多方面”。這包括癌症–這只是賓夕法尼亞大學研究人員一直在研究的傳染病之外的幾個領域之一。
以下是關於基於mRNA的疫苗如何對抗腫瘤，需要克服的挑戰，該技術在腫瘤學中的根基，以及它的發展方向的詳細介紹。
保護與攻擊
疫苗用於治療癌症與用於治療像COVID-19這樣的傳染病的疫苗有一個關鍵區別。
首先，COVID-19的mRNA疫苗可以保護人們免受病毒侵害。它們是預防性的。但癌症mRNA疫苗是一種干預措施（一種治療方法），給予病人，希望他們的免疫系統能以攻擊腫瘤細胞的方式被激活。
通過他們的研究，帕爾迪和其他人包括開發BioNTech和Moderna疫苗的研究人員，佩雷爾曼醫學院傳染病學教授德魯·魏斯曼博士，以及賓夕法尼亞大學兼職副教授和BioNTech高級副總裁卡塔林·卡里科博士，發現mRNA疫苗不僅可以促使強烈的抗體反應來抵禦入侵者，如COVID-19，而且還能產生有效的細胞毒性T細胞反應。
這很重要，因為這些T細胞可以殺死癌細胞，它們只是需要被改變或被激勵來做這件事，這有點類似於免疫療法，如檢查點抑製劑或嵌合抗原受體(CAR)T細胞療法，它能使病人自己的T細胞找到並摧毀癌細胞。
帕爾迪說：”一個成功的治療性癌症疫苗應該誘導強烈的T細胞反應，特別是CD8+T細胞，它們具有殺死惡性細胞的已知能力，”他目前正在領導研究，以更好地了解治療癌症的mRNA疫苗，以及其他疾病。帕爾迪也是魏斯曼實驗室的一名博士后研究員，並且是他和卡里科的經常合作者。”治療性癌症疫苗將被給予癌症患者，希望這些疫苗誘導的細胞毒性T細胞能夠清除腫瘤細胞。”
一個例子是一種mRNA疫苗，它針對腫瘤上被稱為新抗原的蛋白質來對抗它。新抗原是當腫瘤DNA發生某些突變時在癌細胞上形成的一種新蛋白質。
必須克服個體差異問題
不過，開發這些類型的癌症mRNA疫苗的最大挑戰是它必須是多麼的個性化。每個人的大部分腫瘤新抗原對他們來說都是特定的。
它不能像其他疫苗一樣是一種包羅萬象的方法–它需要個性化，就像CAR-T細胞療法一樣，這需要採取病人自己的T細胞，設計它們來尋找腫瘤細胞上的特定抗原，然後將它們輸回體內以找到並殺死它們。
“這就是為什麼我們需要一種靈活而有效的疫苗技術，例如用於COVID-19的mRNA技術，”帕爾迪說。”它可以被開發出來，為我們提供個性化的新抗原疫苗。”
一種被稱為sipuleucel-T（Provenge）的類似的轉移性前列腺癌疫苗刺激了對前列腺酸性磷酸酶（或PAP）的免疫反應，PAP是存在於大多數前列腺癌上的抗原。雖然它不是mRNA技術，但它是為每個病人定製的，並且在臨床試驗中顯示，患有激素難治性轉移性前列腺癌的男性的生存率增加了約四個月。
到目前為止，它是唯一被美國食品和藥物管理局批准的疫苗。
mRNA和癌症護理、研究、學習和臨床試驗
引導我們開發COVID-19疫苗的不僅僅是多年的病毒學和免疫學研究。癌症研究也發揮了重要作用。
事實上，早在2008年，BioNTech的mRNA疫苗平台就首次被開發出來，並在人類中進行了實驗性的癌症疫苗測試，當時有13名黑色素瘤患者使用該mRNA平台進行了疫苗接種。
研究人員報告說，當他們被接種后，免疫系統對腫瘤的反應性確實變得高漲。因此，他們發生新的轉移性病變的風險明顯降低。Moderna公司的癌症mRNA疫苗採取了不同的方法，同樣誘發了實體瘤的免疫反應–這項工作也是在幾年前開始的。當他們將其與檢查點抑製劑相結合時，該療法使20名患者中有6人的腫瘤縮小。
“毫無疑問，今年在SARS-CoV-2疫苗方面所做的巨大的、前所未有的努力，是建立在我們的生物醫學界（包括癌症研究人員的關鍵貢獻）所做的強大的、長期的科學努力之上的。”系統藥理學和轉化治療學系主任、賓夕法尼亞州免疫學研究所所長John Wherry和他的合著者代表美國癌症研究協會的COVID-19和癌症工作組在《臨床癌症研究》雜誌的一篇文章中寫道。”如果沒有之前的這項工作，我們將非常落後於我們今天的水平。”
由BioNTech公司免疫受體療法主任Katharina Reinhard領導的一項更近期的臨床前研究也表明，當刺激和反應較弱時，RNA疫苗平台可以與CAR-T細胞療法結合使用以增強其效果。所謂的 “CARVac”方法激活了樹突狀細胞，這反過來又刺激和增強了CAR-T細胞的療效，研究人員去年在《科學》雜誌上報告了這一情況。
萊因哈德在賓夕法尼亞大學醫學院5月舉辦的 “21世紀細胞谷：細胞和基因療法的未來 “研討會上談到了這項工作。
雖然多年來出現的數據是有希望的，但只有少數研究報告了mRNA疫苗對癌症的臨床益處或免疫反應，而且沒有一個達到II期臨床試驗的水平。
因此，這項工作仍在繼續。而在去年，由於COVID-19的出現，這項工作才得以加速。
除了今天在學術機構進行的臨床前和臨床研究外，至少有八家製藥公司，其中許多與這些機構合作以研究癌症疫苗，包括研發新抗原的方法正在進行臨床試驗。
“多項癌症和傳染病mRNA疫苗臨床試驗正在進行中，未來幾年將是真正令人興奮的，並告訴我們更多關於mRNA疫苗的適用範圍，”帕爾迪說。