原位联合递送纳米药物和纳米疫苗协同增强抗肿瘤T细胞免疫反应

研究内容简介

Schematic illustration of the postoperative tumor immunotherapy by the nanomedicine-assembled hydrogel encapsulating nanovaccine.

      免疫治疗正在改变肿瘤治疗模式，然而受限于实体瘤免疫原性差和T细胞免疫应答弱，临床患者免疫应答率仍较低。为了提高肿瘤免疫治疗效率，本研究开发了一种独特的协同肿瘤免疫治疗方法，通过原位共递送肿瘤纳米药物（增强肿瘤免疫原性）和纳米疫苗（增强T细胞免疫力）用于术后肿瘤治疗。具有热响应、负载姜黄素的聚合物纳米颗粒(纳米药物)能够自组装成为水凝胶，完全覆盖肿瘤手术切除部位的病灶区域，并且在时空上递送纳米药物和负载到水凝胶中的纳米疫苗。更重要的是，纳米药物有效地诱导了残余癌细胞的免疫原性死亡(ICD)，从而增强肿瘤的免疫原性，使癌细胞更容易被抗肿瘤T细胞识别、捕获。纳米疫苗由抗原肽、CpG-ODN和阳离子聚合物纳米颗粒组成，能够显著触发树突状细胞(DCs)的成熟，并能引起强效的疫苗特异性T细胞免疫反应。在动物实验中，采用高度恶性的乳腺癌术后模型，结果表明联合免疫治疗策略显著增强了全身宿主T细胞免疫水平，促进了肿瘤内CD8⁺ T淋巴细胞的浸润，从而有效减缓了肿瘤局部复发，降低肺转移。总之，这项工作为术后肿瘤免疫治疗提供了一种先进的协同联合疗法，以自组装水凝胶为递送平台，能够实现具有免疫调节作用的纳米药物、疫苗和其它治疗模式的广泛结合。      论文第一作者为天津大学化工学院和中国医学科学院&北京协和医学院生物医学工程研究所联合培养博士生刘祥，共同通讯作者包括中国医学科学院&北京协和医学院王伟伟副研究员，天津大学董岸杰教授，以及国家纳米科学中心梁兴杰教授。

课题组简介

中国医学科学院&北京协和医学院王伟伟副研究员：工学博士，硕导，中国医学科学院&北京协和医学院生物医学工程研究所心血管生物材料实验室（团队带头人：孔德领教授），担任植介入医用材料团队负责人。研究领域为生物医学工程，方向为生物材料，以生物医用可降解高分子材料为载体，在肿瘤免疫治疗和心血管组织修复等领域开展应用研究。主持国家自然科学基金面上项目、医科院创新工程项目、医科院青年医学人才奖励项目等各类项目10余项。获得天津市科技进步二等奖（第一完成人），入选天津市青年人才托举工程，天津市创新人才推进计划，中国医学科学院“协和新星”等。在Nano Letters, Biomaterials, Advanced Therapeutics, Theranostics, Journal of Controlled Release, Nanoscale, ACS Applied Materials & Interfaces等杂志上发表SCI论文30余篇，中科院分区一区论文21篇，被引次数1300余次，H指数23；获得授权国家发明专利3项。

国家纳米科学中心梁兴杰教授：博士，国家纳米科学中心研究员，中国科学院大学纳米科技学院纳米生物学首席讲座教授，纳米科学卓越中心纳米药物团队负责人，国家纳米科学中心可控纳米药物学实验室主任。中科院优秀指导教师，中科院“百人计划”入选者，享受国务院特殊津贴，国家杰出青年科学基金获得者，科技部中青年科技创新领军人才，中国科学院大学-教育部“长江学者”特聘教授，中组部万人计划领军人才, AIMBE 会员，F1000药学部成员。现任中国科学院纳米生物效应与安全性重点实验室副主任，中国生物物理学会理事与纳米生物学分会主任，中国药学会药物制剂专委会委员，中国生物医药技术学会纳米生物技术分会副主任，中国生物材料学会理事与纳米生物材料分会副主任。

      梁兴杰教授主要从事纳米结构的生物学效应，以及设计构建纳米药物研究其克服临床适用性耐受的作用机制。注射用盐酸伊立替康纳米胶束获中国食品药品监督管理局（CFDA）临床批件。在Nature Nanotechnology，PNAS，Cancer Research， Biomaterials，Science Advances，Nature Communication等国际重要学术期刊发表论文300余篇，文章引用率超16000次，H-index>65。现担任《Current Drug Delivery》主编，《Biophysics Reports》和 《Biomaterials》副主编，《ACS Nano》和《Advanced Therapeutics》顾问委员会编委,《Theranostics》,《Bioconjugate Chemistry》等杂志编委，及《Biotechnology Advances》，《Science in China: Life Sciences》杂志客座编委。

天津大学化工学院董岸杰教授：博士生导师，从事于功能高分子材料和药物递送研究，研发了多种纳米药物递送系统，用于小分子化疗药物和基因递送研究。2005年入选教育部新世纪优秀人才，担任中国微纳米技术学会(纳米科学技术分会)纳米生物材料专业委员会委员，中国癌症协会纳米肿瘤专委会常务委员。作为项目负责人，承担并完成了863、国家十五攻关、5项国家自然科学基金以及天津市科技攻关和重点项目，参与了“十一五”国家传染病重大专项等项目。在Nano Letters，Biomaterials等杂志上发表SCI论文140余篇，获得授权专利16项。

基金资助

该研究得到了国家自然科学基金委（31971306, 31671021, 31670977, 31870950, 51373199, 21604095）, 国家自然科学基金委重点项目（31630027，31430031），国家自然科学基金委员会与德国科学基金会合作研究项目（31761133013）和天津市青年人才托举工程（TJSQNTJ-2018-01）的支持。

论文信息

Paper information

Xiang Liu, Zujian Feng, Changrong Wang, Qi Su, Huijuan Song, Chuangnian Zhang, Pingsheng Huang, Xing-Jie Liang*, Anjie Dong*, Deling Kong, Weiwei Wang*. Co-localized delivery of nanomedicine and nanovaccine augments the postoperative cancer immunotherapy by amplifying T-cell responses. Biomaterials 2019, 119649.