Nature子刊：新型3D疫苗可自组装并有效抗癌

  近日，刊登在国际杂志Nature Biotechnology上的一篇研究论文中，来自美国国家生物医学成像和生物工程研究所的研究人员开发了一种新型3D疫苗，其可以帮助机体有效利用免疫系统来抵御癌症及其它感染性疾病；这种疫苗可以自组装成支架，一旦被注射入皮下就能够自我更新，并且控制免疫细胞产生强大的免疫反应。

  研究者David Mooney教授说道，这种疫苗是我们利用生物材料的一个很好的例子，利用小鼠进行试验结果表明，该疫苗可以有效减缓小鼠机体中肿瘤的生长。

癌症疫苗

  癌细胞通常会被机体的免疫系统所忽视，这是因为癌细胞和机体的正常细胞非常相像从而足以迷惑机体免疫系统，开发癌症疫苗的目标就是刺激免疫系统来识别癌细胞并且去攻击它；其中一种方法就是通过对树突细胞进行操控来改变其行为，通常情况下树突细胞在机体中不断巡逻，其可以对细胞或病毒抗原表面的蛋白进行取样，当树突细胞同外来抗原进行接触后就可以将其转移至淋巴结，在淋巴结处就会发挥机体的保护性免疫反应。

  尽管和健康细胞类似，但癌细胞通常会在其表面表现出特异性的抗原，这或许可以帮助研究人员开发出特定的癌症免疫疗法。

通过生物材料来增强免疫力

  大多数情况下来自树突细胞疫苗的免疫反应非常短暂，而且并不足以保持肿瘤处于一定水平，另外诸如树突细胞疫苗的免疫疗法需要移除患者机体中的细胞并且在实验室对其进行操作，整个过程花费非常昂贵而且并不容易进行调节；为了克服上述限制，研究者就检测了一种新方法，其主要涉及利用可植入的生物材料来对来自机体中的免疫细胞进行重编程。

  研究者表示，通过在皮肤下植入一种可降解的支架，其就可以暂时产生“模拟感染的微环境”，从而就能够对数百万的树突细胞进行重编程；当这种生物支架植入到了小鼠机体中后，研究者发现，其可以在25天内使得小鼠免于癌症的生存率高达90%。

一种可注射的支架

  如今研究人员对这种新技术做了进一步的研究，开发出一种可以在机体中自组装的可注射支架，第二代的疫苗可以有效防止患者进行手术，从而让临床医生们能对患者进行更好地治疗。这种新型的3D疫苗由许多微小尺寸的可分散在液体中的多孔硅棒所组成，当注射入皮肤后，液体就会快速弥散，剩下的硅棒就会形成随机组装的三维结构。

  当将3D疫苗注射入小鼠机体，随后注射入淋巴瘤细胞，研究者发现3D疫苗可以产生一种潜在的免疫反应，从而减缓肿瘤的生长，相比较包含相同药物和抗原的弹丸注射而言，这种新型3D疫苗或可更加有效地抑制肿瘤的生长，弹丸注射的小鼠中仅有60%可以生存长达30天，而3D疫苗的注射则可使90%的小鼠生存30天。

  最后研究人员Mooney表示，我们希望这种新型的3D疫苗可以更加有效地帮助阻断癌症及感染性疾病的发生，当然后期我们还将进行更为深入的研究来对其进行优化，相信优化后的疫苗将可以更大程度地帮助治疗患者的疾病，改善患者的生活质量。（转化医学网360zhyx.com）
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Injectable, spontaneously assembling, inorganic scaffolds modulate immune cells in vivo and increase vaccine efficacy.
Nature Biotechnology doi:10.1038/nbt.3071
Jaeyun Kim, Weiwei Aileen Li, Youngjin Choi, Sarah A Lewin, Catia S Verbeke, Glenn Dranoff & David J Mooney
Implanting materials in the body to program host immune cells is a promising alternative to transplantation of cells manipulated ex vivo to direct an immune response, but doing so requires a surgical procedure. Here we demonstrate that high-aspect-ratio, mesoporous silica rods (MSRs) injected with a needle spontaneously assemble in vivo to form macroporous structures that provide a 3D cellular microenvironment for host immune cells. In mice, substantial numbers of dendritic cells are recruited to the pores between the scaffold rods. The recruitment of dendritic cells and their subsequent homing to lymph nodes can be modulated by sustained release of inflammatory signals and adjuvants from the scaffold. Moreover, injection of an MSR-based vaccine formulation enhances systemic helper T cells TH1 and TH2 serum antibody and cytotoxic T-cell levels compared to bolus controls. These findings suggest that injectable MSRs may serve as a multifunctional vaccine platform to modulate host immune cell function and provoke adaptive immune responses.