个体化mRNA癌症疫苗在治疗各类肿瘤中已展现巨大潜力，但其个体化定制时间超过3个月，严重错失中晚期癌症患者的黄金治疗时间窗口。问题根源在于当前的mRNA疫苗制备依赖DNA模板和体外转录（IVT），涉及基因合成、分子克隆、IVT质粒模板的构建与生物发酵、IVT反应及纯化等多个步骤，且每步均需严格质控，导致制备周期长。因此，亟需开发不依赖生物发酵、不依赖IVT的RNA疫苗新技术平台。化学合成RNA寡核苷酸（如反义寡核苷酸ASO）不依赖生物发酵和IVT，且成药性高，可以在1天内完成合成。然而，化学合成RNA的合成长度受到限制（通常在150-200个核苷酸以内），无法兼容平均长度在500个核苷酸的内部核糖体进入位点（IRES）元件。因此，此前所有化学合成的RNA寡核苷酸，包括已获批上市的11款ASO药物，均不具备翻译蛋白质的能力。
2026年7月16日，复旦大学基础医学院前沿创新中心璩良课题组联合复旦大学附属华山医院/脑科学转化研究院杨辉课题组在《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”研究论文，报道了可翻译蛋白质的化学合成RNA寡核苷酸技术，命名为PEO (Protein-Encoding RNA Oligonucleotides)，将RNA疫苗的制备体系从此前的“生物发酵-体外转录”革新为“化学合成”，制备周期从3个月缩短至1天，为个体化癌症疫苗的快速制备和新发突发传染病的快速响应等临床需求提供了全新技术平台。
团队首先将突破点转向Cap非依赖的翻译增强子（CITE）元件，来自黑色甲虫病毒的CITE元件—BBV。传统翻译起始元件IRES平均长度为500 nt；而BBV元件只有39 nt，即使加上编码区，仍处于化学合成RNA的长度限制之内。研究团队进一步发现，将化学合成的RNA寡核苷酸末端分别修饰为5’羟基（5’-OH）和3’磷酸（3’-P），导入哺乳动物细胞后会被内源RtcB RNA连接酶识别并催化环化，形成共价闭合的环状RNA寡核苷酸。环状RNA寡核苷酸进一步利用滚环翻译（RCT）机制，以单一起始、连续延伸的方式高效翻译蛋白质（图1）。尽管BBV元件在环状RNA中启动翻译的能力有限，但BBV元件与RCT协同作用有效弥补了这一不足，实现了高效蛋白质翻译，该特点与同期德国BioNTech团队报道的全化学合成制备线性RNA疫苗的技术形成鲜明对比（见下文讨论）。
PEO体内环化与滚环翻译验证
另外，PEO在安全性上展现出超越IVT体系优势。ELISA方法检测不到PEO中dsRNA杂质的含量，而即使是m1ψ修饰的mRNA也含有显著dsRNA污染。转录组层面，PEO转染的人原代T细胞中免疫相关基因表达谱与未处理对照组高度相似，而转染IVT产生的RNA显著上调免疫激活基因。
PEO免疫原性低
人类胶质瘤疾病恶性程度高，患者生存期短，治疗窗口极窄，难以适应传统个体化mRNA癌症疫苗的定制时间。同时，胶质瘤微环境的免疫抑制强，是典型的“冷肿瘤”，不响应PD-1阻断等免疫检查点抑制疗法。研究团队发现，在小鼠原位胶质瘤模型中，PEO单独治疗可抑制肿瘤生长，而联合抗PD-1抗体后治疗效果显著增强。这些结果表明，PEO可以显著增敏现有的以抗PD-1抗体为代表的免疫检查点抑制疗法，将“冷肿瘤”重塑为“热肿瘤” 。
PEO癌症疫苗体内抗肿瘤效果
值得注意的是，近期BioNTech的乌古尔·萨欣（Ugur Sahin）与前CureVac首席科学家Steve Pascolo团队在Nature Biomedical Engineering上发表文章（PMID: 42414668），同样瞄准了全化学合成制备RNA疫苗的技术体系。不同的是，其合成的RNA（ChemRNA）是线性的, PEO在体内是环状的，可通过滚环翻译实现目的蛋白高效表达。
两项研究对比
总结来说，该研究开发了可翻译蛋白质的化学合成RNA寡核苷酸技术—PEO。传统的体外转录RNA过程涉及多个生物发酵复杂步骤，耗时3个月。PEO技术可以在1天内完成合成，实现了从生物制造到化学合成的革新，突破了当前基于体外转录RNA体系的国际专利壁垒。未来，PEO有潜力成为下一代RNA医学技术平台，为个体化癌症疫苗的快速制备和新发突发传染病的快速响应等临床需求提供了全新技术策略。
复旦大学基础医学院璩良课题组潘倩博士后、张驰博士后、2023级博士生王芯玥、研究助理尹洁、2023级博士生佘胜楠，复旦大学脑科学转化研究院2025级博士生陈曦为论文共同第一作者，璩良研究员、复旦大学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。该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金重大研究计划、上海市科委/卫健委/教委、上海市基础研究特区项目、上海启源国资公益基金会启源青年学者项目、吴瑞纪念基金会吴瑞天使基金、复旦大学战略人才卓学项目以及启东复旦医学创新研究院首批创新项目等基金支持。
