纳米疫苗突破：激活免疫"开关"，让癌细胞无处可逃！

同源异体小鼠肿瘤模型是免疫肿瘤学(I/O)研究中不可或缺的临床前模型，但它们对免疫检查点抑制剂(ICIs)的反应有限，这可能是由于它们的固有低免疫原性。为了解决这一问题，研究人员通过将鸡卵清蛋白(OVA)这一高度免疫原性的蛋白质表达到同源异体肿瘤细胞中，开发了新的免疫原性同源异体模型。这些模型，如DC2.4-OVA和B16-OVA，显示出比它们的亲本细胞系更慢的肿瘤生长速度，这可能是由于免疫介导的排斥反应。更重要的是，这些OVA表达的模型对ICIs，特别是抗PD-1治疗，表现出更高的敏感性，这表明它们在增强T细胞介导的免疫反应方面具有潜力。此外，通过过继T细胞转移实验，研究人员验证了这些模型中存在肿瘤特异性记忆T细胞。这些结果表明，OVA工具细胞不仅增强了对ICIs的反应，而且为临床前免疫治疗评估提供了新的、具有更高免疫原性的同源异体模型，这对于I/O研究具有重要的意义。

基本信息

英文标题：Engineering Polymeric Prodrug Nanoplatform for Vaccination Immunotherapy of Cancer

中文标题：工程化聚合物前药纳米平台用于癌症的疫苗接种免疫治疗

发表期刊：《Nano Letters》

影响因子：9.6

作者单位：

1.State Key Laboratory of Drug Research & Center of Pharmaceutics, Shanghai Institute of Materia Medica, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201203, China;

2.China State Institute of Pharmaceutical Industry, Shanghai 201203, China;

3.Shandong Institute of Cancer Prevention and Treatment, Jinan 250117, China.

作者信息：

Lei Zhou, Bo Hou, Dangge Wang, Fang Sun

研究背景

基于新抗原(neoantigen)的癌症疫苗通过激活细胞毒性T淋巴细胞(CTLs)发挥抗肿瘤作用，但其疗效受限于树突状细胞(DCs)的功能抑制。本文提出通过酸响应性聚合物纳米疫苗激活干扰素基因刺激因子(STING)通路，增强DCs的抗原呈递能力，从而提升免疫治疗效果。

研究方法

本研究通过RAFT聚合合成酸响应性嵌段共聚物PEG-b-PDPA，利用酯酶可裂解的4-乙酰氧基苄酯键将STING激动剂DMXAA共价偶联至聚合物主链，制备DMXAA-聚合物偶联物(PEG-b-PDPA-DMXAA)。随后，将其与阳离子聚合物OEI-C14共组装形成胶束纳米颗粒(PDPM)，并通过甘露糖(Man)修饰实现树突状细胞(DCs)靶向(Man-PDPM)。采用纳米沉淀法将肿瘤新抗原(OVA或4T1新抗原M32)负载于纳米颗粒中，形成纳米疫苗。通过体外实验评估纳米疫苗的细胞摄取、抗原呈递效率及STING通路激活效应(流式细胞术、Western blot、RT-PCR)，并在B16-OVA黑色素瘤和4T1乳腺癌小鼠模型中验证其体内靶向性(荧光成像)、抗肿瘤效果及免疫记忆效应，同时联合抗PD-L1抗体(αPD-L1)探索协同治疗潜力。

实验结果

图1：纳米疫苗设计与作用机制示意图

1a：纳米疫苗由酸响应性聚合物(PEG-b-PDPA)、STING激动剂(DMXAA)和新抗原(OVA/M32)组成。

1b：纳米疫苗靶向淋巴结DCs，释放抗原并激活STING通路，促进IFN-β分泌和CTLs活化。

图2：纳米疫苗的理化性质与淋巴结靶向性

2a：TEM显示纳米颗粒呈球形，粒径约50-70 nm;

2b-c：荧光成像显示纳米疫苗在淋巴结(LNs)高效富集;

2d-f：Man修饰显著增强DCs和巨噬细胞的摄取。

图3：纳米疫苗激活DCs的STING通路与抗原呈递

3a：PDPM纳米颗粒剂量依赖性促进DCs成熟(CD80/CD86表达);

3b-c：Man-PDPM@OVA显著提升抗原-MHC-I复合物表达;

3d：激活的DCs诱导OT-1 CD8+T细胞分泌IFN-γ;

3e-k：DMXAA激活STING-TBK1-IRF3通路，上调IFN-β、CXCL10等基因表达。

图4：纳米疫苗在B16-OVA模型中的抗肿瘤效果

4b-c：Man-PDPM@OVA显著抑制肿瘤生长，延长生存期(80%抑制率);

4e-f：脾脏中抗原特异性CD8+T细胞比例增加(1.8倍);

4h-i：肿瘤内CD8+T细胞比例升高，Tregs比例下降，IFN-γ分泌增强。

图5：预防性免疫与联合治疗策略

5f-h：预防性接种完全阻止B16-OVA肿瘤发生;

5j：4T1模型中联合αPD-L1抑制PD-L1上调，增强CD8+T细胞浸润;

5n：联合治疗显著减少4T1肺转移灶。

研究结论

本研究开发的酸响应性纳米疫苗通过靶向递送新抗原与STING激动剂至淋巴结DCs，显著提升抗原呈递效率：

1)甘露糖修饰增强淋巴结靶向，促进DCs摄取;

2)酸响应性纳米颗粒在溶酶体酸性环境中释放抗原，并通过阳离子聚合物OEI-C14介导的内体逃逸促进胞质抗原递送;

3)DMXAA激活STING-TBK1-IRF3通路，诱导IFN-β分泌，增强DCs成熟与T细胞活化。在B16-OVA模型中，纳米疫苗显著抑制肿瘤生长(80%抑制率)，并完全预防肿瘤发生(4/6小鼠无瘤生存);

在4T1乳腺癌模型中，联合αPD-L1抗体通过逆转免疫抑制微环境，显著抑制原发肿瘤生长及肺转移。该策略为个性化癌症免疫治疗提供了高效、安全的纳米平台。