解決癌癥的術后轉移和復發(fā)問題一直是癌癥治療領域的主要挑戰(zhàn)之一。而作為新興的治療方式，免疫療法在近年發(fā)展迅速，特別是越來越多的報道發(fā)現(xiàn)，術后的免疫治療或許能夠降低癌癥復發(fā)和轉移的風險。然而，為了保證抗癌效果，免疫療法的治療效力仍然需要進一步的優(yōu)化和改善。例如，作為癌癥免疫療法的一種類型，癌癥疫苗能夠通過引發(fā)腫瘤特異性的免疫反應來達到治療效果。為了活化腫瘤特異性T細胞，近來的研究開發(fā)了納米疫苗，可共遞送腫瘤特異性抗原和佐劑至樹突細胞等抗原遞呈細胞（APCs）。而在這一過程中，抗原的胞內(nèi)遞送和交叉遞呈對于觸發(fā)強效的抗腫瘤反應是必不可少的。因此，設計可將抗原直接遞送到APCs胞質(zhì)并且自身可作為免疫佐劑的載體意義重大。
近期，蘇州大學的劉莊、彭睿以及華東師范大學的程義云等人將含氟聚合物與模型抗原卵清蛋白（OVA）混合形成納米顆粒，可以誘導樹突細胞成熟并提高抗原到樹突細胞胞質(zhì)的輸運能力，從而實現(xiàn)高效的抗原交叉遞呈并抑制腫瘤生長。更重要的是，將含氟聚合物與腫瘤細胞膜混合，并在免疫檢查點抑制療法的協(xié)同下，可抑制術后腫瘤的復發(fā)和轉移。因此，研究認為這項工作為制備可阻止術后癌癥復發(fā)和轉移的納米疫苗提供了一種簡單通用策略。相關工作以“A general strategy towards personalized nanovaccines based on fluoropolymers for post-surgical cancer immunotherapy”為題發(fā)表在Nature Nanotechnology。
可遞送抗原的含氟聚合物
研究首先合成了兩種氟烷接枝的聚乙烯亞胺（F7-PEI和F13-PEI），發(fā)現(xiàn)這些聚合物能夠與蛋白質(zhì)抗原OVA混合進行自組裝形成納米顆粒（F-PEI/OVA NPs）。這些納米顆粒水合粒徑在157-250納米范圍內(nèi)，zeta電位則在+50mV左右。隨后，研究人員研究了這些納米顆粒與樹突細胞的作用。實驗發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)7-PEI或者F13-PEI處理過的小鼠骨髓源樹突狀細胞（BMDCs）均能上調(diào)共刺激分子如CD80等，特別是當F-PEI和OVA質(zhì)量比為1:1時，共刺激分子上調(diào)表現(xiàn)最為明顯。不僅如此，F(xiàn)13-PEI處理的BMDCs表面還出現(xiàn)了高水平的SIINFEKL遞呈（F-PEI:OVA為1:1時，水平最高），說明F13-PEI能夠有效促進抗原交叉遞呈。這些數(shù)據(jù)均表明，具有特定F-PEI:OVA質(zhì)量比的納米疫苗能夠觸發(fā)有效的樹突細胞活化，并且隨著含氟量的增加納米疫苗誘導抗原交叉遞呈的效果也更好。進一步地機理研究表明，氟烷接枝的聚乙烯亞胺能夠觸發(fā)激活TLR4，從而提高樹突細胞的TLR4依賴內(nèi)吞作用，并在多種內(nèi)吞途徑的作用下最終促進了OVA的胞內(nèi)遞送。
圖1?納米疫苗的制備、表征及其樹突細胞活化作用
納米疫苗引發(fā)強效的活體免疫反應
之后研究評價了納米疫苗的免疫功效。在活體實驗中，研究觀察到了抗原特異性T細胞介導的免疫反應。在這一過程中，T細胞能夠通過分泌IFN-γ來快速清除具有表面抗原的細胞。在F13-PEI/OVA納米疫苗處理的小鼠脾臟發(fā)現(xiàn)OVA多肽、IFN-γ+CD8+T細胞的相對比例等指標均有顯著增加，證明F13-PEI/OVA納米疫苗能夠引發(fā)抗原特異性T細胞介導的免疫反應。此外，與其他實驗對照組相比，經(jīng)過F13-PEI/OVA免疫的小鼠生存率在60天時還高達37.5%，進一步展現(xiàn)了F13-PEI/OVA作為癌癥疫苗的潛力。
圖2納米疫苗觸發(fā)活體免疫反應
納米疫苗治療術后遠端腫瘤和腫瘤轉移
為了驗證納米疫苗對術后腫瘤復發(fā)和轉移的治療作用，研究還建立了多種腫瘤模型以供驗證。為了更加接近臨床研究，研究人員收集了術中切除的腫瘤細胞膜作為腫瘤抗原，并同F(xiàn)13-PEI一道形成納米疫苗（F13-PEI/Mem）。實驗發(fā)現(xiàn)，F13-PEI/Mem能夠有效延阻腫瘤生長，而結合免疫檢查點抑制劑anti-PD1進行協(xié)同治療后，抗癌效力得到了進一步的加強。此外，為了跟蹤評價腫瘤細胞的轉移，研究還對轉移腫瘤模型小鼠進行體內(nèi)生物發(fā)光成像表征。成像觀測發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)13-PEI/Mem能夠一定程度上延遲腫瘤轉移，特別是結合了anti-CTLA4免疫檢查點抑制劑療法后，小鼠的腫瘤轉移得到了顯著的抑制，其在120天內(nèi)的生存率也顯著增加至62.5%。這些實驗表明，納米疫苗與免疫檢查點抑制劑療法的結合能夠有效抑制術后的遠端瘤生長和腫瘤轉移。
圖3?納米疫苗與免疫檢查點抑制劑療法的結合能夠治療術后腫瘤轉移
結論
在這項工作中，研究人員發(fā)展了一種基于氟烷接枝陽離子聚合物的納米疫苗制備新策略。這一聚合物能夠與蛋白質(zhì)抗原或者細胞膜抗原通過簡單混合形成尺寸均一的納米顆粒。更重要的是，這一含氟聚合物基的納米疫苗能夠以優(yōu)異的效率觸發(fā)抗腫瘤免疫反應，結合免疫檢查點抑制劑治療后，納米疫苗可以有效抑制術后遠端瘤生長和腫瘤轉移。因此，該研究認為抗癌疫苗和免疫檢查點抑制劑療法的協(xié)同治療能夠推動術后免疫治療的進一步臨床轉化。
參考文獻：
A general strategy towards personalized nanovaccines based on fluoropolymers for post-surgical cancer immunotherapy
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