Science子刊：我国科学家开发出个性化的混合膜纳米疫苗，有望治疗一系列实体瘤

2021年7月12日讯/生物谷BIOON/---得益于纳米技术的快速发展，来自中国科学院国家纳米科学中心、中国科学院大学、广东粤港澳大湾区国家纳米科技创新研究院、吉林大学、厦门大学和华南理工大学的研究人员在一项新的研究中，设计出基于细菌细胞质膜和切除的肿瘤组织的细胞膜的个性化肿瘤疫苗。相关研究结果发表在2021年7月7日的Science Translational Medicine期刊上，论文标题为“Bacterial cytoplasmic membranes synergistically enhance the antitumor activity of autologous cancer vaccines”。

癌症疫苗是一种有效的抗肿瘤治疗方案，它利用肿瘤抗原来刺激患者的免疫反应并特异性地杀死肿瘤细胞。因此，手术后的癌症复发和转移可以被激活的免疫系统有效抑制。因此，对于科学家和临床医生来说，开发训练患者自身免疫系统找到这些肿瘤细胞的最佳方法非常重要。

使用手术切除的肿瘤组织是制作患者自己的抗癌疫苗的一个非常有吸引力的方法，因为这种疫苗将包含肿瘤细胞的个性化抗原谱。然而，由于肿瘤抗原和人体自身的蛋白质之间只有很小的差别，肿瘤抗原可能会被患者自身的免疫系统识别为“自我（self）”。因此，肿瘤抗原更有可能诱发抗原特异性耐受，而不是抗肿瘤免疫力。

癌症免疫疗法面临的挑战是如何训练免疫系统将肿瘤成分区分为“非自我（non-self）”。大多数时候，细菌很容易被识别为入侵者并被免疫系统清除掉。一些科学家试图使用细菌或其成分作为佐剂来提高免疫原性。然而，细菌或其成分对免疫系统的非特异性刺激可能引起严重的副作用。

例如，脂多糖（LPS）---在革兰氏阴性细菌的细胞壁中发现的大分子---可能会引起致命性的细胞因子风暴。因此，开发可以训练患者自身的免疫系统找到癌细胞但不会诱发副作用的强大抗癌疫苗至关重要。

大肠杆菌，图片来自Wikimedia Commons。

在这项研究中，这些作者设计了一种用于个性化免疫疗法的混合膜纳米疫苗（hybrid membrane nanoparticle vaccine, HM-NP），以克服上述的挑战。肿瘤膜抗原与细菌内膜融合在一起并显示在聚合物纳米颗粒的表面上。将大肠杆菌（人类肠道中最常见的细菌之一）的细胞质膜引入这种混合膜纳米颗粒疫苗，可诱导树突细胞（DC）成熟，从而激活脾脏T细胞。

这种混合膜包裹的纳米颗粒代表了一种新的疫苗策略，它同时向树突细胞提供肿瘤抗原和佐剂，以激起强大的先天性和肿瘤特异性适应性免疫反应。在小鼠肿瘤模型中，这种策略防止了肿瘤复发，延长了荷瘤小鼠的存活时间，并对肿瘤的再次挑战（tumor rechallenge）提供了肿瘤特异性的长期保护。

总之，这种基于混合膜的抗肿瘤免疫平台具有内在的佐剂特性，为开发用于一系列实体瘤的个性化癌症疫苗提供了新的机会。（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

Long Chen et al. Bacterial cytoplasmic membranes synergistically enhance the antitumor activity of autologous cancer vaccines. Science Translational Medicine, 2021, doi:10.1126/scitranslmed.abc2816.