Journal for ImmunoTherapy of Cancer:重组耻垢分枝杆菌提供人巨噬细胞迁移抑制因子(MIF)和IL-7的融合蛋白，通过在荷瘤小鼠模型中诱导针对MIF的免疫反应发挥抗癌作用

巨噬细胞迁移抑制因子(MIF)是一种多效性炎性细胞因子，在包括大多数人类癌症在内的多种癌症类型中过度表达，抑制MIF信号可以恢复肿瘤微环境中的抗癌免疫反应，该研究旨在开发一种能够通过诱导抗MIF免疫反应来抑制肿瘤发展的治疗性疫苗。

耻垢分枝杆菌(Smeg)是一种快速生长的腐生环境分枝杆菌，可以用许多异源基因进行有效转化使其成为理想的疫苗载体。与卡介苗(BCG)相比，Smeg会被感染细胞吞噬体中的吞噬溶酶体蛋白酶迅速破坏，这可以促进抗原更好地交叉呈递到T细胞中，Smeg还可以更好地诱导树突状细胞的成熟，并可以触发CD8+T细胞介导的免疫反应，这表明它在诱导细胞毒性T淋巴细胞(CTL)反应方面具有优势，这是癌症免疫治疗所必需的。

图片来源：http://dx.doi.org/10.1136/jitc-2021-003180

佐剂白细胞介素7 (IL-7)治疗可以引起多种疫苗模块中抗原特异性效应和记忆CD8+T细胞数量的显着增加，包括基于慢病毒或基于DNA的疫苗，特别是，IL -7可以通过提高活化T细胞的存活率和体内细胞溶解活性来增强疫苗诱导的抗肿瘤免疫并提高荷瘤小鼠模型中小鼠的存活率。该研究开发了一种重组Smeg疫苗，该疫苗提供了人MIF和IL-7的融合蛋白(rSmeg-hMIF-hIL-7)，它可以作为分别通过新型分枝杆菌-大肠杆菌穿梭载体系统pMyong2成为癌症疫苗的靶抗原和佐剂，以保证在重组Smeg或BCG中递送的异源基因的稳定和增强表达。

表达hMIF-hIL-7融合蛋白的重组耻垢分枝杆菌的构建 图片来源：http://dx.doi.org/10.1136/jitc-2021-003180

研究者使用pMyong2-TOPO载体系统，生成了三种表达人巨噬细胞迁移抑制因子(rSmeg-pMyong2-hMIF)、人IL-7 (rSmeg-pMyong2-hIL-7) 和融合蛋白(rSmeg-pMyong2-hMIF-hIL-7) 增强Smeg的抗癌作用。为了比较分枝杆菌诱导的细胞毒性作用，将MC38癌细胞与CD8+T细胞共培养，CD8+T细胞已与感染了各种类型rSmeg的骨髓来源的DC共培养，发现分枝杆菌感染的DC之间的T细胞活化没有差异。然而，与rSmeg-hMIF或rSmeg-hIL-7相比rSmeg-hMIF-hIL-7感染的树突细胞显著诱导了能够杀死MC38癌细胞的CD8+T细胞，导致癌细胞中MIF的分泌减少；rSmeg-hMIF-hIL-7诱导的CD8+T细胞在MC38细胞存在下显著分泌炎性细胞因子。

rSmeg-hMIF-hIL-7通过下调MIF和PI3K/Akt信号抑制肿瘤进展，C57BL/6小鼠皮下注射MC38 细胞，并在肿瘤植入后第3、7和14天注射分枝杆菌 图片来源：http://dx.doi.org/10.1136/jitc-2021-003180

在MC38荷瘤小鼠模型中，与磷酸盐缓冲盐溶液(PBS)、BCG和Smeg相比，rSmeg-hMIF-hIL-7显着抑制了肿瘤进展，与其他组相比，rSmeg-hMIF-hIL-7的治疗性给药显著抑制了肿瘤生长。与PBS相比，Smeg 和rSmeg-hMIF-hIL-7中的血清MIF水平（肿瘤血管生成的重要调节剂）均降低，但与Smeg相比，rSmeg-hMIF-hIL-7细胞的MIF水平降低最为显著，此外，与所有其他组相比rSmeg-hMIF-hIL-7的给药诱导血清中抗人MIF IgG1、IgG2c和总IgG的产生增加。与所有其他组相比，在rSmeg-hMIF-hIL-7中，MIF辅助受体CD74和CD44的表面表达降低，它们促进了癌细胞增殖和迁移的下游信号通路，对癌细胞侵袭和转移至关重要的基质金属蛋白酶MMP-2和MMP-9的产生在响应rSmeg-hMIF-hIL-7治疗时受到显著抑制，rSmeg-hMIF-hIL-7中相应基因的转录水平显着降低。这些结果表明rSmeg-hMIF-hIL-7降低了MIF的致瘤作用，增强了其对肿瘤的治疗效果。

rSmeg-hMIF-hIL-7通过在肿瘤环境中募集功能性T细胞来诱导抗肿瘤免疫反应 图片来源：http://dx.doi.org/10.1136/jitc-2021-003180

由于rSmeg-hMIF-hIL-7给药降低了血清和肿瘤中的MIF水平，肿瘤微环境中的免疫细胞数量发生了变化，肿瘤中髓源性抑制细胞(MDSC)的积累依赖于MIF，因此通过流式细胞术评估了rSmeg-hMIF-hIL-7给药后肿瘤中的31个MDSC亚群。与所有其他组相比，rSmeg-hMIF-hIL-7组的总MDSC、单核细胞MDSC(M-MDSC)和粒细胞MDSC(G-MDSC)的数量显著减少，此外，在表面MIF受体中，M-MDSC中CXCR2和CXCR4的表面表达以及G-MDSC中CXCR4和CXCR7 的表面表达因rSmeg-hMIF-hIL-7而降低，表明rSmeg-hMIF-hIL-7抑制MDSC向肿瘤的浸润。在肿瘤浸润的MDSC中，与所有其他组相比，rSmeg-hMIF-hIL-7中释放IL-10的M-MDSC和G-MDSC减少。

该研究表明rSmeg-hMIF-hIL-7治疗在雌性小鼠中引起强烈的抗癌免疫反应，主要是通过降低肿瘤衍生的MIF水平、中和MIF或募集能够下调MIF下游信号通路的活化淋巴细胞，表明rSmeg-hMIF-hIL-7作为能够增强免疫治疗功效的辅助免疫治疗的潜在用途，然而，免疫反应存在性别差异，因此，未来还应评估rSmeg-hMIF-hIL7在雄性小鼠中的抗癌作用。此外rSmeg-hMIF-hIL7抗癌治疗与其他MIF抑制剂(如ISO-1或异丁司特)的协同作用仍有待评估。（生物谷 bioon）

参考文献

Hyein Jeong et al. Recombinant Mycobacterium smegmatis delivering a fusion protein of human macrophage migration inhibitory factor (MIF) and IL-7 exerts an anticancer effect by inducing an immune response against MIF in a tumor-bearing mouse model. Journal for ImmunoTherapy of Cancer (2021 Aug 13) doi：http://dx.doi.org/10.1136/jitc-2021-003180