EMBO Mol Med︱吴名/刘小龙/吴李鸣团队合作利用红细胞“搭便车”策略构建一种脾脏靶向的新型肝癌新抗原个性化疫苗

撰稿︱吴名/刘小龙/吴李鸣团队

责编︱王思珍，方以一

肝癌是发病率和死亡率最高的恶性肿瘤之一，传统治疗方法难以有效抑制肝癌的复发和转移，病人治疗后的生存获益不高。近年来，以CTLA-4、PD-1/PD-L1免疫检查点抑制剂为代表的免疫治疗方案因其突出的有效性和安全性，在中晚期肝癌治疗中得到广泛应用。然而，目前免疫治疗只能在少数肝癌病人身上引起持续的免疫应答，总体有效率不足20 %，迫切需要发展新的免疫治疗策略。

新生抗原核酸疫苗可诱导机体产生特异性免疫应答，实现肿瘤个性化精准免疫治疗，其疗效与递送载体密切相关，但现有载体材料难以突破器官、组织、细胞等多重屏障，在突变负荷较低的癌种（如肝癌）中疗效有限。因此，开发合适载体对其进行封装保护并递送至体内，完成neoantigen多肽表位的翻译表达，并引起足够强的抗原特异性免疫反应是提高肿瘤neoantigen疫苗疗效的关键所在，具有重大临床需求。

2023年8月8日，福建医科大学孟超肝胆医院刘小龙教授课题组和浙江大学医学院附属第一医院吴李鸣教授课题组在 EMBO Molecular Medicine 上发表了题为“Spleen-targeted neoantigen DNA vaccine for personalized immunotherapy of hepatocellular carcinoma”的研究论文。该研究以编码肝癌新生抗原表位的DNA质粒(pDNA)为对象，构建了一种新型聚合物-红细胞级联递送系统，通过外周血→脾脏→APC→胞质内的多层次级联传递，实现核酸疫苗生物利用度和抗原提呈效率的全面提升，增强肝癌特异性T细胞免疫应答。

本文通过高通量测序技术筛选并制备可表达肝癌新抗原的质粒 DNA，随后构建基因递送载体增强pDNA在体内的递送效率，利用双微乳液法将阳离子聚合物 PEI25000-C14 、PLGA与pDNA共组装形成 DNA纳米疫苗。其中，PEI25000-C14用于静电络合pDNA，PLGA可用作赋形剂形成稳定的纳米体系。在体外验证了DNA纳米疫苗可促进质粒DNA递送至小鼠骨髓来源树突状细胞（BMDCs），同时促进其成熟。

图1 新抗原运送DNA纳米疫苗的制备

但是，单纯的 DNA 纳米疫苗在体内不具备靶向至淋巴器官的能力，为了使得抗肿瘤疗效最大化，通过DNA 纳米疫苗在红细胞表面的可逆性粘附，最终形成多层次级联递送系统（RBC-Nanovaccine）。利用红细胞的“脾脏滤血”功能将 DNA 纳米疫苗靶向递送至脾脏，并促进脾脏内的 APC 细胞对DNA疫苗的摄取和表达，从而激活抗原特异性免疫反应。

图2 在红细胞上搭便车以达到脾脏积累

随后，对小鼠接种不同剂型以及进行不同免疫次数后，发现多次接种 RBC-Nanovaccine 可在体内诱导产生更多的效应T细胞以及特异性记忆 T细胞，发挥肝癌特异性免疫预防效果。

图3 用免疫记忆激发个性化的预防保护

在肿瘤治疗模型中，由于肿瘤已经建立了免疫抑制网络，单纯依赖 RBC-Nanovaccine 难以清除肿瘤，肿瘤完全抑制率（CR）仅为 12.5%。为了解决这一问题，进一步将其与 PD-1 抗体联用，利用RBC-Nanovaccine 激活抗原特异性 T细胞反应的同时解除 PD1/PD-L1 间的免疫抑制，达到了良好的抗肿瘤疗效（CR 高达75.0%）。

图4 RBC与抗PD-1抗体结合，可抑制已建立的HPA1-6型肝癌

在肿瘤防复发模型中，经联合治疗后可诱导机体产生免疫记忆，有效防止Hepa 1-6肿瘤的复发。

图5 抗PD-1抗体结合抗RBC传播DNA纳米病毒素，唤起持久的免疫记忆，抑制hepal-6肿瘤复发

文章结论与讨论，启发与展望

因此，本研究通过红细胞和聚合物纳米材料搭建级联递送平台，将 DNA 精准递送到靶区域，有望实现肝癌新抗原核酸疫苗的疗效最大化，为肝癌免疫治疗提供一种新思路。

原文链接：https://www.embopress.org/doi/full/10.15252/emmm.202216836

本研究由福建医科大学孟超肝胆医院刘小龙教授团队和浙江大学医学院附属第一医院吴李鸣教授团队合作完成，中科院武汉病毒所提供部分支持。吴名博士、罗自金（现为中科院动物所博士生）与蔡志雄博士为本文共同第一作者。刘小龙教授与吴李鸣教授为本文共同通讯作者。

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本文完