有效抑制肿瘤生长！四川大学敖强教授团队发文：开发出新型肿瘤疫苗纳米佐剂

9月11日，四川大学敖强教授研究团队在期刊《Advanced Science》上发表了题为“A Multi-Functional Nanoadjuvant Coupling Manganese with Toll-Like 9 Agonist Stimulates Potent Innate and Adaptive Anti-Tumor Immunity”的研究论文，本研究中，研究人员研究了常见的营养金属离子（Mn2+、Cu2+、Ca2+、Mg2+、Zn2+、Fe3+和Al3+），发现Mn2+是增强CpG的关键因子，可通过增强STING-NF-κB通路来介导免疫激活。然后将Mn2+和CpG与EGCG自组装成纳米佐剂MPN/CpG。在B16黑色素瘤小鼠模型中，局部递送MPN/CpG有效抑制肿瘤生长。通过重新极化M2型肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）为M1型并增强肿瘤内CD8+/CD4+ T淋巴细胞和DC的浸润，重塑了肿瘤微环境（TME）。此外，与游离CpG相比，MPN/CpG在淋巴结中的积聚程度更高，增强了CpG的摄取和DC的激活，从而诱导出显著的特异性细胞毒性CD8+ T细胞免疫反应和体液免疫。在预防性肿瘤小鼠模型中，研究人员用OVA抗原对MPN/CpG进行免疫接种显著延缓了B16-OVA黑色素瘤的生长并延长了小鼠的生存时间。这些发现强调了MPN/CpG作为一种多功能佐剂平台的潜力，可驱动强大的固有免疫和适应性免疫，并调节TME以对抗肿瘤。

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/advs.202402678

背景知识

 01 

癌症免疫疗法通过激活人体免疫系统来抑制肿瘤的生长和转移，是癌症治疗中最有效的方法之一。特别是肿瘤疫苗具有诱导肿瘤特异性和长期记忆免疫反应的能力，从而抑制肿瘤生长、转移和复发。然而，抗原呈递细胞（APCs）有限的免疫刺激显著限制了肿瘤疫苗的抗肿瘤效果。此外，免疫抑制的肿瘤微环境进一步阻碍了其有效性。肿瘤微环境是一个有利于肿瘤形成的复杂系统，由间质细胞、成纤维细胞、内皮细胞、固有免疫细胞和适应性免疫细胞组成。肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）、髓源性抑制细胞（MDSCs）和调节性T细胞（Treg）是主要的抑制性免疫细胞，其中TAMs是最丰富的，占肿瘤组织的50%以上。肿瘤微环境中的TAMs大多属于M2型，能够表达高水平的免疫检查点配体或招募调节性T细胞来抑制CD8+T细胞活性。因此，越来越多的癌症疫苗正在采用免疫佐剂来解决这一缺陷。佐剂最早于1926年被发现，并于1932年获准用于白喉疫苗。自那时以来，越来越多的佐剂被开发并推向市场。最近，佐剂开发的重点转向了天然免疫系统受体的激动剂，尤其是Toll样受体（TLR）激动剂。这些免疫佐剂可以刺激固有免疫细胞的成熟，增强抗原呈递，并通过激活模式识别受体（PRR）信号通路激活T细胞。具有这些免疫增强作用的佐剂对于提高癌症疫苗的效力至关重要。

MPN/CpG在治疗性小鼠模型中抑制肿瘤生长

 02 

为了评估MPN/CpG的治疗效果，按照图1A所示的时间表，小鼠皮下接种B16黑色素瘤，随后在瘤内注射MPN/CpG, MPN, CpG。研究人员观察了小鼠体重和肿瘤生长情况。实验期间，所有处理组小鼠体重无明显变化，主要器官H&E染色未显示明显损伤，表明所有处理均未诱导明显毒性。MPN/CpG处理对肿瘤生长有明显的抑制作用，而MPN处理仅表现为中度抑制作用，CpG处理对肿瘤生长无明显影响。令人惊讶的是，MPN/CpG中Mn2+浓度的增加与低浓度相比表现出相似的肿瘤抑制作用。分离肿瘤后，MPN/CpG(低)和MPN/CpG(高)治疗组的平均肿瘤重量仅为PBS治疗组的1 / 3，表明MPN/CpG能有效控制肿瘤生长。随后对肿瘤染色的组织学分析显示，在MPN/CpG(低)和MPN/CpG(高)处理组中，H&E染色显示细胞核密度和细胞核染色均显著减少。TUNEL染色观察到亮绿色荧光，进一步证实了对肿瘤细胞的有效抑制。与MPN/CpG相比，游离Mn2+ + CpG抑制肿瘤生长的效果较差。流式细胞术检测结果显示，MPN/CpG处理组小鼠外周血中颗粒酶B阳性CD8+ T细胞和CD8+ T细胞水平明显高于Mn2+ + CpG处理组。提示MPN/CpG局部递送比Mn2+ + CpG混合液能更有效地激活机体免疫。

图1：局部注射MPN/CpG可抑制肿瘤生长，重塑肿瘤免疫环境

研究人员通过流式细胞术检测巨噬细胞、T细胞和DCs的数量，探索肿瘤内的免疫微环境。MPN/CpG可上调F4/80+巨噬细胞表面CD86的表达，下调CD206的表达，从而显著提高CD86+/CD206+比值。结果表明，MPN/CpG处理可以将肿瘤相关巨噬细胞的免疫抑制型M2重新编程为免疫刺激型M1。在MPN/CpG(低)和MPN/CpG(高)处理组中，肿瘤微环境中M1型TAMs的百分比分别上升至23.45%和21.83%，而M2型TAMs的百分比下降至1.35%和2.5%。M1/M2比值也明显升高，分别为PBS组的37.3倍和20.2倍。此外，MPN/CpG(低)和MPN/CpG(高)治疗组的肿瘤浸润CD8 T细胞数量显著高于其他治疗组，分别达到30.2%和28.9%。肿瘤组织切片免疫荧光染色进一步证实了这一结果，浸润的CD4、CD8 T细胞和DCs的荧光强度较PBS组明显增强。综上所述，这些结果表明MPN/CpG具有强大的肿瘤治疗作用，并能重塑肿瘤微环境，使“冷”肿瘤转变为“热”肿瘤。

研究小结

 03

综上所述，本研究证明了Mn2+作为免疫调节剂的潜力及其与CpG的协同作用。通过与EGCG的成功配合，研究人员开发了一种双佐剂纳米平台，MPN/CpG。该纳米佐剂通过激活STING/TLR9-NF-κB通路在体内外表现出强大的协同作用。与游离佐剂相比，MPN/CpG纳米佐剂更容易被树突状细胞摄取并在淋巴结内聚集。瘤内注射可显著改善免疫抑制性肿瘤微环境，诱导M2型肿瘤相关巨噬细胞向M1型复极化，增强T细胞和树突状细胞在肿瘤中的浸润。MPN/CpG作为肿瘤疫苗佐剂，可诱导强效的特异性T细胞免疫应答，有效抑制肿瘤生长。因此，研究人员利用多酚将金属离子与TLR激动剂结合的策略为金属免疫治疗提供了一个有前景的途径。（转化医学网360zhyx.com）

【参考资料】

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/advs.202402678

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