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Advanced Materials:癌细胞膜包裹的纳米颗粒——癌症疫苗领域的前沿纳米仿生技术

癌症疫苗利用肿瘤细胞相关抗原,配合其他免疫刺激信号来训练机体免疫系统对肿瘤的识别,以达到对抗癌症的目的。纳米技术在癌症疫苗领域的应用是近年来的一个研究热点。载药或表面修饰的纳米颗粒在提升抗癌药物载药效率和提高癌症疫苗的免疫原性等方面具有显著的优势。在肿瘤免疫领域,已经有许多研究将个别已知的肿瘤抗原用于诱导机体免疫系统对肿瘤的识别,然而肿瘤细胞可以通过改变自身蛋白表达来逃避这类单一靶向的免疫疗法。另一方面,使用全细胞裂解产物虽然保留了肿瘤抗原的多样性,但也因其携带着大量与肿瘤无关的抗原而干扰机体免疫系统。为了克服以上局限性,美国加州大学圣地亚哥分校的张良方教授及其研究团队采用了载有免疫佐剂的癌细胞膜包裹的纳米粒,通过一系列体外体内实验证实了其在肿瘤预防和肿瘤治疗的显著效果。

研究首先对癌细胞膜包裹的纳米粒进行了结构上的表征,并强调了此设计在免疫调节方面的优势:(1)研究采用小直径的纳米粒,从而有利于淋巴结引流并辅助抗原呈递;(2)寡聚核酸佐剂分子可以通过双乳化法与具有高度生物相容性的材料形成纳米颗粒,从而被载入纳米颗粒内部。佐剂用于高效刺激抗原呈递细胞的Toll样受体,从而打破肿瘤微环境中的免疫抑制;(3)从黑色素瘤细胞提取的细胞质膜完整地保留细胞表面多种已知和未知的肿瘤相关抗原分子。这样的癌细胞膜包覆在纳米粒表面,可以更真实地模仿肿瘤细胞表面结构。


Advanced Materials:癌细胞膜包裹的纳米颗粒——癌症疫苗领域的前沿纳米仿生技术


在体外实验中,此纳米疫苗可以很快被抗原呈递细胞内吞,从而导致细胞因子的分泌等免疫激活反应。在体内实验中,此纳米疫苗可以诱导淋巴结中抗原呈递细胞的成熟,在后续免疫反应中刺激T细胞的应答,并实现多种具有肿瘤抗原特异性的T细胞的增殖, 从而取得非常显著的肿瘤预防效果。在恶性肿瘤的治疗研究中,与免疫检查点阻断剂相结合的纳米疫苗也显著减缓了肿瘤的生长速度。

此项研究验证了癌细胞细胞膜包裹的纳米疫苗可以有效地在体内诱导抗肿瘤免疫反应。癌细胞膜为纳米颗粒提供了更真实的仿生表面,凸显出此技术平台的独特优势。同时,仅有肿瘤抗原不足以对抗肿瘤微环境的免疫抑制作用,结合免疫调节分子的制剂可以更高效地诱导抗癌免疫应答,并充分发挥纳米技术的优势。可以预见的是,癌细胞膜包裹纳米粒的策略具有一定的普适性,可以被应用到其他肿瘤模型中。将来,这样的技术平台可以利用病人自身的肿瘤细胞膜为原材料来进行癌症疫苗的开发,用于癌症复发的预防,从而更好地服务于个体医疗。

相关论文在线发表在Advanced Materials (DOI: 10.1002/adma.201703969)上。



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