中国医学科学院马雁冰Small：新抗原的纳米疫苗联合免疫检查点抑制剂可阻止术后肿瘤的复发和转移

根据2020年12月国际癌症研究机构（IARC）发布的数据，乳腺癌已超肺癌成世界上最常见的癌症。虽然大多数早期乳腺癌患者治疗后预后良好，但仍有大约20-30%的患者在原发肿瘤诊断后2年内发生原位复发或远处转移，导致预后较差，生活质量较低。至今，外科手术切除仍是实体瘤治疗的首选方案。然而，手术切除最大的局限性是遗漏了残留和隐匿的肿瘤细胞，而这些残余的肿瘤细胞往往会进一步复发和转移，从而导致临床治疗失败。

近日，中国医学科学院/北京协和医学院马雁冰团队在Small上发表了题为"Neoantigen-Based Nanovaccine In Combination with Immune Checkpoint Inhibitors Abolish Postsurgical Tumor Recurrence and Metastasis ”的研究论文（DOI：10.1002/smll.202302922）

Neo-NVs联合抗PD-1 mAb抑制乳腺癌术后复发和转移的示意图

肿瘤组织中功能性抗原特异性T细胞的存在对于获得免疫治疗效果至关重要。目前，由于肿瘤自身的免疫抑制和逃避机制复杂，缺乏特异性的肿瘤抗原，抗原的免疫原性较差，肿瘤疫苗总体上还没有产生足够的临床疗效。近年来，肿瘤精准免疫治疗取得了很大的发展，肿瘤新抗原的研究更是为肿瘤免疫治疗提供了新的研究方向。肿瘤新抗原是呈现在肿瘤细胞表面上的肽，与主要组织相容性复合体（MHC）分子相结合，可被细胞毒性T细胞受体（TCR）特异性识别，从而激活T细胞的免疫反应。然而，肿瘤新抗原通常免疫原性较弱，需要一个高效的抗原递送系统的帮助。在这项研究中，该团队借鉴了合成生物学的模块化思想，利用一种名为SpyCatcher/SpyTag的点击化学的原理，可高效，灵活，模块化的制备个性化的肿瘤新抗原纳米疫苗（Neo-NV）。重要的是Neo-NV能够在4T1原位乳腺癌荷瘤小鼠体内引发强烈的的全身性和局部的抗肿瘤细胞免疫，显著抑制肿瘤的生长。

图1. Neo-NV的制备和表征

在过去的十年中，免疫检查点抑制剂(ICIs)的治疗已被证明对各种恶性肿瘤有效。然而，只有一小部分患者从转移性乳腺癌的治疗中受益，并且经常发生不良事件。临床前研究和临床实践中积累的数据表明，单一的免疫治疗方法不太可能充分解决肿瘤耐受性和异质性，其中耐药机制可能是多方面的，并且可能在治疗期间获得。为了评估单独的Neo-NV或与ICIs联合治疗的抗肿瘤效力，该团队使用了原位乳腺癌术后复发和转移模型。研究结果显示Neo-NV免疫与PD-1 mAb治疗相结合能够显著预防肿瘤术后的复发和转移。值得注意的是，单独使用抗PD-1 mAb治疗的小鼠的CTL反应水平与对照小鼠相似，这意味着单独使用ICIs治疗不足以恢复免疫“冷”肿瘤的抗肿瘤细胞免疫，而联合治疗具有明显的协同作用。

图2. Neo-NVs联合PD-1 mAb抑制乳腺癌手术后的复发和转移

淋巴循环通常是乳腺癌转移的首选途径，肿瘤细胞在转移到远处器官或淋巴结之前侵入肿瘤引流淋巴结(TDLN)。肿瘤在TDLN内形成的转移前生态位会帮助肿瘤细胞转移，抵抗杀伤免疫细胞的浸润，导致局部免疫监视抑制。因此，TDLN是肿瘤侵袭和转移的关键部位，其免疫特征是复发风险和生存不良的预后指标。TDLN中的局部免疫抑制部分由调节性T细胞（Tregs）介导，在乳腺癌中，高密度的Tregs和M2型巨噬细胞与生存率降低相关。通过免疫荧光观察显示对照组小鼠肿瘤侧TDLN的Foxp3（Tregs）和CD206（M2巨噬细胞）荧光信号密度明显增高，提示Treg和M2巨噬细胞在TDLN的广泛浸润。相比之下，在接受Neo-NV和PD-1 mAb联合治疗的小鼠中，荧光信号明显降低。这些数据证明Neo-NV和PD-1 mAb联合治疗改变了肿瘤和TDLN的免疫微环境，使其从免疫抑制状态转变为免疫应答状态，促进了固有和适应性免疫反应，抑制肿瘤细胞的增殖和向远端转移。

图3. Neo-NVs联合ICIs可促进肿瘤中CTL的浸润，逆转TDLN的免疫抑制

为了评估Neo-NVs和PD-1mAb联合治疗产生的免疫记忆效应，在治疗后46天，在肿瘤未复发的小鼠的原发肿瘤对侧皮下再次注射4T1肿瘤细胞，并将一组年龄和性别匹配的BALB/c小鼠接种相同数量的肿瘤细胞作为对照。结果显示Neo-NVs联合ICIs治疗建立了强大的抗肿瘤免疫记忆，有效诱导了记忆T细胞的产生，防止肿瘤再次侵袭。

图4. Neo-NVs与ICIs联合可触发强大的抗肿瘤免疫记忆

总的来说，该研究提供了一种非常方便和有效的策略来开发个性化的新抗原纳米疫苗，并展示了纳米疫苗和免疫检查点抑制剂联合治疗原发肿瘤手术切除后复发和转移的临床前景。

中国医学科学院/北京协和医学院博士研究生郑鹏、何金蓉为该论文共同第一作者。该研究工作得到国家自然科学基金(82073371)、中国医学科学院医学与健康科技创新工程项目（2021-I2M-1-043）、云南省重大科技专项(202002AA100009)、云南省高层次卫生技术人才项目(L-2017015)的支持！