癌症疫苗是癌症免疫治疗和预防的主要手段之一。近日，苏州大学药学院药剂系刘密教授领导研究团队在Advanced Materials在线发表研究论文，报告了一种通用型癌症疫苗的制备方法。该方法将癌细胞或肿瘤组织全细胞组分通过PLGA纳米粒重新组装成纳米尺度的疫苗，用于预防和免疫治疗各种类型的癌症。

目前在小鼠模型实验中获得的结果显示，所制备的纳米疫苗可100%预防肺癌，对黑色素瘤的预防痊愈率也达到70%，此外还可有效治疗黑色素瘤和三阴性乳腺癌。

刘密教授介绍，课题组已为该纳米疫苗的制备方法、相关疫苗系统和药物剂型系统申请了10余项国际和国内发明专利。

▲（a）将癌细胞或肿瘤组织全细胞组分重组为纳米疫苗的示意图；（b）将癌细胞或肿瘤组织全细胞组分重组为纳米疫苗的制备方案；（c）纳米疫苗引起癌细胞特异性免疫反应的作用机理图。（图片来源：参考资料[1]）

研究人员介绍，传统疫苗制备技术的局限，无法制备癌细胞和肿瘤组织全细胞组分的癌症疫苗。因为全细胞组分中的很多非水溶性组分，无法被负载于疫苗剂型内进行有效的药物递送。然而大量的非水溶性组分（如膜蛋白等）中，含有很多癌症特异性和癌症相关的突变和新生抗原（Neo-antigens），可以为免疫系统识别和消除癌细胞提供重要的抗原。

为解决上述局限，这项研究采用8M尿素增溶癌细胞或肿瘤组织裂解产生的非水溶性组分，并将水溶性组分和非水溶性组分均负载于纳米疫苗中，成功地将癌细胞或肿瘤组织的全细胞组分重组成了纳米疫苗（上图a和b）。

为了最大程度增加癌症抗原的负载量，全细胞组分被同时负载于纳米疫苗内部和表面。免疫佐剂则和全细胞组分共负载于纳米疫苗中，以增强纳米疫苗激活抗原特异性T细胞的能力。抗原提呈细胞（APCs）喜欢吞噬纳米级的物质，所以纳米疫苗更容易被抗原提呈细胞吞噬并进而激活癌细胞特异性免疫反应（上图c）。

癌症预防性实验结果表明，这种方法制备的纳米疫苗可以100%预防小鼠肺癌和70%预防黑色素瘤。癌症治疗性实验结果则发现，纳米疫苗可以有效治疗小鼠的黑色素瘤和三阴性乳腺癌，并可使部分小鼠（25%）痊愈。同时使用抗PD-1抗体，可将纳米疫苗治疗黑色素瘤荷瘤小鼠的痊愈率提高到40%。此外，二甲双胍也可以进一步提高纳米疫苗的治疗效果。

▲纳米疫苗预防肺癌和黑色素瘤的接种流程和实验结果（图片来源：参考资料[1]）

研究人员也对这种纳米疫苗引起特异性免疫反应的作用机理进行了探索。他们发现纳米疫苗可以高效诱导肿瘤特异性T细胞，并同时激活针对肿瘤细胞的适应性和先天性免疫反应。荧光多靶点免疫检测分析显示，纳米疫苗通过增加肿瘤微环境中免疫细胞，尤其是B 细胞的含量，促进了肿瘤部位三级淋巴结构的形成，而最近研究表明肿瘤部位三级淋巴结构的形成对于癌症免疫治疗效果至关重要。

此外，纳米疫苗增加了小鼠体内中央记忆性T细胞（Tcm）、效应记忆性T细胞（Tem）和组织驻留记忆性T细胞（Trm）的含量。这样就使得小鼠体内产生了可以识别和杀伤癌细胞的长期免疫记忆。

注：原文有删减

参考资料：

[1] Lin Ma et al., (2021) Immunotherapy and prevention of cancer by nanovaccines loaded with whole-cell components of tumour tissues or cells, Advanced Materials, 2021, DOI:10.1002/adma.202104849