腫瘤的轉(zhuǎn)移和復(fù)發(fā)是人類攻克癌癥的最大障礙之一,而腫瘤的免疫治療為克服此障礙、全面治愈癌癥帶來了希望。腫瘤疫苗介導(dǎo)的免疫治療是一種具有潛力的抗腫瘤手段,為誘導(dǎo)殺傷性的免疫反應(yīng),組成腫瘤疫苗的抗原肽應(yīng)具備較好的腫瘤抗原特異性以及較高的免疫原性等特點(diǎn),如腫瘤新生抗原。然而裝載腫瘤新生抗原的疫苗需要同時(shí)具有以下五個(gè)特點(diǎn):高效的抗原裝載能力(L)、淋巴靶向能力(D)、樹突狀細(xì)胞(DC)攝取能力(I)、誘導(dǎo)DC成熟能力(M)、抗原交叉呈遞能力(P),即LDMIP。然而目前尚無腫瘤原位疫苗能夠滿足以上要求。
針對(duì)上述問題,四川大學(xué)高會(huì)樂教授課題組構(gòu)建多功能凝膠系統(tǒng)(ICG/DOX)@(CpG-P-ss-M/CD),提出腫瘤原位疫苗策略,整合光熱治療、化療以及腫瘤疫苗免疫療法于一體,并且同時(shí)引入抗PD-L1抗體(anti- PD-L1 antibody)調(diào)控腫瘤免疫逃逸的微環(huán)境,以期抑制腫瘤的生長(zhǎng)、轉(zhuǎn)移及復(fù)發(fā)。如圖1A所示,佐劑CpG分子通過二硫鍵修飾的聚乙二醇(PEG)連接至樹枝狀分子PAMAM得到CpG-P-ss-M,利用α-環(huán)糊精(CD)和PEG之間的主-客體相互作用形成凝膠,裝載化療藥物阿霉素(DOX)以及光熱分子吲哚菁綠(ICG),構(gòu)建多功能凝膠系統(tǒng)(ICG/DOX)@(CpG-P-ss-M/CD)。隨后如圖1B所示,經(jīng)歷以下5個(gè)級(jí)聯(lián)步驟:(1)在808 nm激光照射下,ICG產(chǎn)生光熱,并與釋放的DOX協(xié)同引起腫瘤細(xì)胞凋亡從而提供充足的腫瘤抗原。凝膠緩慢釋放疫苗遞送載體CpG-P-ss-M,可高效吸附腫瘤抗原構(gòu)建腫瘤原位疫苗;(2)該疫苗依靠其小粒徑回流至淋巴結(jié);(3)CpG-P-ss-M表面的甘露糖類似物(MAN)可與樹突狀細(xì)胞表面的甘露糖受體結(jié)合而增強(qiáng)攝取;(4)入胞后,進(jìn)一步響應(yīng)胞內(nèi)還原微環(huán)境,暴露佐劑CpG,促進(jìn)樹突狀細(xì)胞成熟;(5)腫瘤特異性抗原交叉呈遞給CD8+ T細(xì)胞。該疫苗可誘導(dǎo)正向的抗原特異性抗腫瘤的免疫應(yīng)答,激活殺傷性CD8+ T細(xì)胞并顯著提高其數(shù)量。
圖1 (A)聯(lián)合給藥方案及疫苗遞送載體CpG-P-ss-M的釋放。(B)CpG-P-ss-M克服體內(nèi)LDIMP過程。
高會(huì)樂課題組以黑色素瘤為模型,證實(shí)聯(lián)合治療方案(ICG/DOX)@(CpG-P-ss-M/CD)+Laser+anti-PD-L1有效地抵抗腫瘤發(fā)展、轉(zhuǎn)移以及復(fù)發(fā),并在體外細(xì)胞以及小鼠體內(nèi)水平上證實(shí)了該腫瘤原位疫苗提升LDIMP通路每一步效率的能力。具體地,載有佐劑CpG的小粒徑(20 nm左右)納米顆粒CpG-P-ss-M能高效吸附腫瘤新生抗原而形成腫瘤原位疫苗。體內(nèi)組織分布證明該原位疫苗可進(jìn)一步回流至淋巴結(jié)。體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)以及體內(nèi)免疫水平評(píng)價(jià)均證實(shí)該腫瘤原位疫苗具有增強(qiáng)樹突狀細(xì)胞攝取、促進(jìn)其成熟及抗原交叉呈遞的能力。該腫瘤原位疫苗在體內(nèi)外均引起腫瘤抗原特異性的毒性CD8+ T細(xì)胞免疫應(yīng)答,細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞(cytotoxic T lymphocytes,CTLs)比例明顯升高而調(diào)節(jié)性T淋巴細(xì)胞(regulatory T cell,Treg)比例顯著下降,在雙側(cè)黑色素瘤模型以及術(shù)后模型中均有效地抑制了黑色素瘤的生長(zhǎng)、轉(zhuǎn)移及復(fù)發(fā),延長(zhǎng)了小鼠的中位生存期。引入PD-L1阻斷療法調(diào)控腫瘤免疫逃逸的微環(huán)境具有協(xié)同增強(qiáng)藥效的效果。在腫瘤重建以及過繼轉(zhuǎn)移腫瘤模型中,聯(lián)合治療方案(ICG/DOX)@(CpG-P-ss-M/CD)+Laser+anti-PD-L1能有效激活機(jī)體的免疫記憶,效應(yīng)記憶T細(xì)胞(effective memory T cells,Tems)以及抗原特異性的CD8+IFN-γ+T細(xì)胞比例均顯著增多,可長(zhǎng)期有效的抑制腫瘤的復(fù)發(fā)以及轉(zhuǎn)移。
該多功能凝膠集化療、光熱療法以及基于腫瘤原位疫苗的免疫療法于一體,同時(shí)引入PD-L1阻斷療法協(xié)同增強(qiáng)效果,顯著地抑制了原位腫瘤的生長(zhǎng),并誘導(dǎo)全身有效性腫瘤特異性免疫應(yīng)答,顯著抑制腫瘤復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移,為機(jī)體提供長(zhǎng)期保護(hù),有望成為一種理想的腫瘤治療策略。
相關(guān)研究成果近期發(fā)表在Science Advance (DOI: 10.1126/sciadv.abb3116)。該工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)科協(xié)青年人才托舉工程以及中央高;究蒲谢鸬鹊馁Y助。該研究第一作者為17級(jí)碩士研究生碩士生秦琳,四川大學(xué)曹俊副研究員和大連理工大學(xué)邵堃研究員為共同第一作者,高會(huì)樂教授為通訊作者。
原文鏈接:https://advances.sciencemag.org/content/6/36/eabb3116
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