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科學視點

國家納米中心在個性化腫瘤疫苗研究中取得進展

  手術是大多數實體瘤患者的首選治療方案,但包括局部根治性切除在內,一些腫瘤病人在手術治療后會發生復發和轉移,給臨床治療帶來挑戰。腫瘤術后復發轉移和機體抗腫瘤免疫狀態密切相關。腫瘤疫苗利用腫瘤抗原誘導機體自身的免疫反應對腫瘤細胞進行特異性殺傷。由于機體的免疫反應具有系統性和全身性的特點,這種療法不僅可以對術后殘留的腫瘤病灶進行特異性殺傷,也能夠有效作用于遠端轉移的細胞,相比于其他治療方法作用,其范圍更特異且廣泛。然而,由于腫瘤抗原免疫原性較弱,如何將多樣化、異質性的腫瘤抗原高效地呈遞給機體免疫系統,這成為相關腫瘤疫苗設計的關鍵問題。雖然細菌來源的分子能夠作為佐劑增強疫苗中抗原的免疫原性,也有不少商用佐劑利用細菌成分來激活機體固有免疫反應。然而,以脂多糖為代表的這類佐劑可能會過度激活非特異性的免疫反應,產生細胞因子風暴等嚴重副作用。因此,如何在保證良好安全性的前提下,發展新型佐劑或疫苗系統以實現更有效、更廣譜的抗腫瘤效果,成為目前研究的關鍵問題。

  近日,國家納米科學中心研究員聶廣軍、吳雁研和中國科學院院士趙宇亮團隊合作,在個性化納米腫瘤疫苗設計研究中取得進展。相關研究成果以Bacterial cytoplasmic membranes synergistically enhance the antitumor activity of autologous cancer vaccines為題,在線發表于《科學-轉化醫學》(Science Translational Medicine)。

  針對臨床中腫瘤術后易復發轉移和相關腫瘤疫苗設計的難點,研究人員根據腫瘤細胞和細菌的細胞結構,巧妙地利用納米技術,將含有腫瘤抗原信息的腫瘤細胞膜和含有佐劑信息的細菌內膜展示于聚合物納米顆粒表面,制備成個性化的雜合膜納米腫瘤疫苗。這種疫苗中的細菌膜成分能夠向機體免疫系統提供外源的“危險信號”,使源于患者“自體”的腫瘤膜能夠一起被認為是危險入侵者進而高效地被樹突狀細胞攝取,從而提高腫瘤抗原的遞送和呈遞效率。由于疫苗中的佐劑成分使用的是不含有細菌脂多糖的細菌內膜,不易引起細胞因子風暴等免疫治療相關的副作用。實驗結果表明,雜合膜疫苗能夠激發強烈的特異性抗腫瘤免疫反應,在多種小鼠腫瘤模型中都可有效抑制腫瘤復發,延長其術后生存期。此外,該疫苗也能夠有效誘導記憶T細胞的產生,防止腫瘤再次侵襲??傊?,研究團隊構建的個性化納米疫苗能夠實現個性化腫瘤膜抗原的有效遞送,誘導機體產生特異性免疫反應抑制腫瘤的術后復發,具備在多種實體瘤中應用的潛力,具有廣闊的臨床應用前景。

  上述研究工作獲得科學技術部國家重點研發計劃項目、中科院戰略性先導科技專項(B類)、國家自然科學基金重點項目和廣東省重點研發計劃等的支持。

  聶廣軍課題組長期致力于利用納米技術增強腫瘤免疫治療方面的研究。通過兩親性多肽的設計,成功開發出兩種免疫檢查點的納米抑制劑(Nano Lett. 2018; J Am. Chem. Soc. 2020);利用基因工程技術,成功構建了嵌合有免疫檢查點PD1抗體的天然納米囊泡OMV-PD1(ACS Nano 2020);通過點擊化學的原理,構建出具有人工淋巴結靶向性能的腫瘤疫苗(Adv. Mater. 2021);利用基因工程技術和多肽分子膠水技術,構建了個體化腫瘤疫苗平臺用于腫瘤多肽抗原輸送(Nat. Commun. 2021)。

  論文鏈接


雜合膜納米腫瘤疫苗的制備流程和作用機制


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