让癌细胞穿上“二氧化硅外衣”来制造癌症疫苗。
将二氧化硅涂层涂在癌细胞上,制成癌症疫苗,可以根除肿瘤,并可以保存很长时间。
癌症是人类至今仍无法克服的医学难题。然而,免疫疗法的出现扭转了这一局面,为大多数癌症患者带来了新的曙光。
不仅如此,癌症可以触发肿瘤特异性免疫反应的证据进一步刺激了癌症治疗疫苗的发展。
然而,由于在许多癌症中缺乏广泛表达的肿瘤抗原,癌症疫苗的临床疗效和应用受到了阻碍。
为了避免这种情况,自体肿瘤细胞已经被用来构建多克隆个性化的癌症疫苗,以解决缺乏无处不在表达的肿瘤抗原和免疫逃避单一抗原治疗的风险。
2021年11月1日,新墨西哥大学健康科学中心的研究人员在《自然生物医学工程》杂志上发表了一篇题为《来自低温硅化肿瘤细胞的癌症疫苗》的研究论文,该肿瘤细胞被病原体相关分子模式功能化。
研究表明,癌症疫苗可以通过将肿瘤细胞低温硅化,将肿瘤抗原储存在纳米二氧化硅层中,然后用病原体相关的分子模式修饰硅化表面。
这些模拟病原体的细胞激活树突状细胞,增强肿瘤抗原对T细胞的内化、加工和呈递,导致小鼠模型中肿瘤的完全根除,延长肿瘤小鼠模型的寿命。
开发任何形式或所有形式的癌症疫苗是科学家的一个重要目标,在这方面已经取得了一些进展。例如,HpV疫苗可以非常有效地预防妇女宫颈癌。
但值得注意的是,在研制出直接对抗癌症的疫苗之前,还需要做更多的工作——要么防止肿瘤形成,要么在肿瘤形成后将其消灭。
这些研究大多基于刺激免疫系统使其更积极地追逐肿瘤细胞的想法。
不幸的是,人体不能表达可以用来制造这种疫苗的通用肿瘤抗原。在本研究中,研究团队是在前人研究的基础上构建的。
先前的研究表明,自体肿瘤细胞(从同一患者收集的肿瘤细胞)可以用来制造针对某些类型癌症的多克隆个性化疫苗。这就解决了必须找到普遍表达抗原的问题。
接下来,研究小组尝试了一种新方法,使用二氧化硅涂层的自体肿瘤细胞——更确切地说,是通过低温硅化肿瘤细胞。
这个过程是通过覆盖一层非常小的二氧化硅层来保存从病人身上获得的肿瘤抗原,这可以有效延长肿瘤抗原的保存时间。
随后,研究人员立即在硅化表面添加了另一层类似病原体的涂层,并用病原体相关分子模式对硅化表面进行了修饰。这些涂层的作用是激活树突状细胞,而树突状细胞可以增强肿瘤抗原的内化、加工和呈递给T细胞,最终使机体免疫系统对抗肿瘤组织。
表面涂层激活树突状细胞,增强抗肿瘤功能
为了进一步验证疫苗是否在个体层面有效,研究人员开发了一种针对卵巢癌小鼠模型的个性化疫苗。他们发现疫苗的效果与预期一致。T细胞在攻击癌细胞时变得更具攻击性,导致肿瘤和抗原特异性T细胞免疫。最终的结果是小鼠体内的肿瘤被完全消除。
在小鼠肿瘤模型中,低温硅化肿瘤疫苗成功地根除了肿瘤组织
不仅如此,研究人员还发现,这种肿瘤疫苗与经典抗癌药物顺铂具有协同作用,促进癌症患者的治疗!更重要的是,这种模块化的癌症疫苗开发方法不仅局限于卵巢癌,还可以广泛适用于其他肿瘤类型。
低温硅化癌症疫苗可与顺铂协同作用,提高癌细胞的致死率
总之,本研究开发了一种基于低温硅化技术的癌症疫苗。这种类型的疫苗使用自体肿瘤细胞获得针对患者癌症类型的多克隆个性化疫苗。
硅化和表面改性使这种肿瘤疫苗易于在室温下储存而不丧失效力,有助于在不同类型肿瘤中制作个体化的肿瘤疫苗。
https://www.nature.com/articles/s41551-021-00795-w