共享抗原激活免疫反应

癌症疫苗领域正经历着快速发展和创新的时期，随着对癌症生物学和免疫系统的深入理解，癌症疫苗已经成为癌症防治策略中的重要组成部分。从早期的预防性疫苗，如针对HPV和乙肝的疫苗，到现在个性化和新抗原疫苗的兴起，癌症疫苗技术不断进步。这些个性化疫苗能够根据患者肿瘤的特定遗传特征定制，以激发针对个体癌症特有变异的免疫反应。随着mRNA技术在COVID-19疫苗中的成功应用，这一技术也被应用于癌症疫苗的开发，显示出快速设计和生产癌症疫苗的潜力。已有的癌症疫苗主要集中在病毒相关癌症的预防，如宫颈癌和肝癌，但对于非病毒性癌症，尤其是那些与遗传、环境和生活方式因素密切相关的癌症，有效的预防手段仍然有限。因此，开发一种能够针对广泛癌症类型提供保护的疫苗，对于减少癌症的发病率和死亡率具有重要的实际意义。

国家纳米科学中心赵瑞芳、聂广军和北京大学韩冰等人本文提到的iPM纳米疫苗技术，利用诱导多能干细胞（iPSC）与肿瘤细胞之间的共同抗原特性，开发出一种新型的疫苗。这种疫苗不仅能够激发机体产生针对已知和未知肿瘤相关抗原的免疫反应，而且还能够避免因肿瘤异质性和免疫耐受而导致的免疫逃逸问题。这种疫苗的成功开发，将为癌症的预防提供一种全新的策略，有望在健康人群中普及，从而降低癌症的总体发病率。此外，随着纳米技术的发展，疫苗的递送系统也在不断优化，这使得疫苗能够更有效地被免疫系统识别和处理，提高了疫苗的免疫原性和保护效果。相关内容以“Potent prophylactic cancer vaccines harnessing surface antigens shared by tumour cells and induced pluripotent stem cells”为题发表在《Nature Biomedical Engineering》上。

【主要内容】

图1 iPSC膜与肿瘤细胞膜之间的共享蛋白

研究者通过比较iPSC膜和正常细胞膜的蛋白质表达，鉴定出上调的蛋白质，这些可能成为癌症预防的抗原。基于这些发现，研究者设计了一种名为iPM nanovax的纳米疫苗，它通过自组装iPSC膜和商业佐剂形成纳米颗粒，旨在激活免疫反应。

图2 iPM nanovax在体外对免疫细胞的影响

iPM nanovax能够促进BMDCs的成熟，增加共刺激分子和MHC分子的表达，并分泌促炎细胞因子。此外，iPM nanovax还能激活T细胞，增强其产生IFN-γ的能力，并针对性地杀伤肿瘤细胞。

图3 iPM nanovax在体内的分布和免疫激活效果

疫苗迅速聚集在淋巴结并激活树突状细胞，随后在多个器官中分布并在一定时间后被清除。此外，iPM nanovax有效促进了T细胞和B细胞的激活，增强了适应性免疫反应，并在多个肿瘤模型中显示出预防肿瘤进展和转移的潜力。

图4 iPM nanovax在体内激发的抗肿瘤T细胞免疫反应以及对肿瘤特异性免疫反应的影响

iPM nanovax能够显著增加肿瘤组织中T细胞的浸润，特别是提高IFN-γ阳性和颗粒酶B阳性的CD8⁺ T细胞的数量，这些细胞是抗肿瘤免疫反应中的关键效应细胞。iPM nanovax诱导免疫记忆反应，包括增加的效应/记忆CD4⁺和CD8⁺ T细胞，以及在肿瘤预防实验中观察到的肿瘤特异性T细胞反应。

图5 iPM nanovax通过靶向iPSC膜上共享的肿瘤相关抗原（TAA）表位，来实现对多种癌症的预防效果

研究者通过筛选和验证特定的TAA表位，发现iPM nanovax能够诱导特异性T细胞免疫反应，这些反应不仅针对iPSC膜上的抗原，也扩散到非疫苗表位（neoantigen）的免疫反应。实验结果表明，iPM nanovax不仅能在动物模型中抑制肿瘤生长，还能在健康人的免疫细胞中激发对共享TAA的免疫反应，从而支持其作为一种广泛适用的癌症预防疫苗的潜力。

【全文总结】

本文介绍了一种新型的癌症预防疫苗——iPM纳米疫苗（iPM nanovax），它通过利用诱导多能干细胞（iPSC）膜与肿瘤细胞膜共享的表面抗原来激活机体的免疫系统。研究表明，这种疫苗能够在体外显著促进树突状细胞的成熟和T细胞的激活，并在体内实验中激发强烈的系统性免疫反应，包括记忆T细胞和B细胞反应。在多种肿瘤模型中，iPM nanovax显示出抑制肿瘤进展和转移的效果，证明了其作为一种通用癌症疫苗的潜力。此外，iPM nanovax在动物模型中显示出良好的安全性，并且在健康人类样本中也能激发特异性免疫反应，为其临床应用提供了支持。通过鉴定和验证共享肿瘤相关抗原的表位，研究人员揭示了iPM nanovax如何通过激活针对这些共享抗原的T细胞反应来预防癌症，为开发新的癌症预防策略提供了科学依据。

原文链接：

https://doi.org/10.1038/s41551-024-01309-0

Tags： 国家纳米科学中心/北京大学合作，最新Nature Biomedical Engineering，肿瘤疫苗新思路！