Science Translational Medicine:癌症疫苗新突破:聂广军团队等通过细菌质膜提高癌症疫苗效果,有效防止肿瘤复发

2021-07-13 “E药世界”公众号 “E药世界”公众号

2021年7月7日,国家纳米科学中心聂广军研究员、吴雁研究员与赵宇亮院士团队合作,在 Science 子刊 Science Translational Medicine 发表了题为:Bacterial

癌症,一直是人类疾病史上最大的梦魇之一,因其复杂性和难治愈性也被称为“万病之王”。即使是在医疗技术高度发达的今天,一提到癌症,大家也总是自然而然地把它和死亡联系到一起,尤其是晚期癌症。

近年来,癌症免疫治疗的出现,彻底改变了当前癌症治疗格局,然而,免疫检查点阻断疗法对大多数癌症效果不佳,CAR-T细胞疗法仍未能攻克实体瘤。因此,对于实体瘤患者,手术仍然是首选治疗方案,但很多患者在手术后仍会发生肿瘤的复发和转移。

肿瘤在手术后的复发和转移与机体抗肿瘤免疫状态密切相关,因此,癌症疫苗成为肿瘤切除患者的一种有前景的治疗方法,但是,由于肿瘤组织往往没有很强的免疫原性,这就限制了癌症疫苗的功效。利用细菌成分作为佐剂,增强免疫原性,是克服这一限制的有前途的策略。然而,这种对免疫系统的非特异性刺激可能会引起不良反应。

2021年7月7日,国家纳米科学中心聂广军研究员、吴雁研究员与赵宇亮院士团队合作,在 Science 子刊 Science Translational Medicine 发表了题为:Bacterial cytoplasmic membranes synergistically enhance the antitumor activity of autologous cancer vaccines的研究论文,在个性化纳米肿瘤疫苗设计方面取得重要进展。

研究团队开创性地将大肠杆菌细胞质膜和自体肿瘤细胞膜整合到纳米颗粒中,开发出了新型个性化癌症疫苗,实验结果表明,在手术切除肿瘤后,这些杂合膜纳米颗粒诱导了强烈的肿瘤特异性免疫反应,提高了小鼠的存活率,能够长期保护小鼠免受肿瘤的再次攻击。

而且,没有发现因为细菌细胞壁污染导致的免疫系统过度刺激等副作用。该研究表明,基于细菌细胞质膜有效激活先天免疫系统的个性化自体肿瘤抗原疫苗,在癌症术后患者的个性化治疗方面具有巨大潜力。

癌症疫苗,是利用肿瘤抗原诱导机体自身的免疫反应对肿瘤细胞进行特异性杀伤。由于机体的免疫反应具有系统性和全身性的特点,这种疗法不仅可以对术后残留的肿瘤病灶进行特异性杀伤,也能有效作用于远端转移的细胞,相比于其他治疗方法作用范围更特异且广泛。

研究团队根据肿瘤细胞和细菌的细胞结构,巧妙利用纳米技术,将含有肿瘤抗原信息的肿瘤细胞膜和含有佐剂信息的细菌内膜展示于聚合物纳米颗粒表面,制备成个性化的杂合膜纳米肿瘤疫苗。

为了在没有显着副作用的情况下特异性触发足够的抗肿瘤反应性,研究团队将含有肿瘤抗原信息的肿瘤细胞膜(TM)和含有佐剂信息的大肠杆菌细胞质膜(EM),展示在聚合物纳米颗粒表面,开发了基于抗原和佐剂的共递送纳米颗粒疫苗。

这种共递送纳米颗粒疫苗中的细菌膜成分,作为外源佐剂,能够迅速被免疫系统识别,从而使得纳米颗粒被树突状细胞摄取,进而提高其中肿瘤抗原的递送和呈递效率。

接下来,研究团队在结直肠癌乳腺癌、黑色素瘤的肿瘤小鼠模型中测试了该疫苗的效果,试验结果表明,该疫苗能够诱发强烈的特异性抗肿瘤免疫反应,有效抑制肿瘤复发,甚至有效诱导肿瘤消退,延长术后生存期。

更重要的是,该疫苗还能有效诱导CD8+T细胞和自然杀伤(NK)细胞的产生,防止肿瘤再次侵袭。

总的来说,该研究表明,基于细菌细胞质膜有效激活先天免疫系统的个性化自体肿瘤抗原疫苗,在癌症术后患者的个性化治疗方面具有巨大潜力。

杂合膜纳米肿瘤疫苗的制备流程和作用机制

国家纳米科学中心陈龙、覃好和赵瑞芳为该文章的共同第一作者。赵瑞芳副研究员、吴雁研究员、赵宇亮院士和聂广军研究员为文章的共同通讯作者。

原始出处:

Long Chen, et al. Bacterial cytoplasmic membranes synergistically enhance the antitumor activity of autologous cancer vaccines. Science Translational Medicine 07 Jul 2021: Vol. 13, Issue 601, eabc2816. DOI: 10.1126/scitranslmed.abc2816.

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