给癌细胞穿上二氧化硅外套,用来制造癌症疫苗,可根除肿瘤,还能长期保存

2021
11/10

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生物世界
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癌症,是人类至今仍无法攻克的医学难题。然而,免疫治疗的出现扭转了这一状况,为广大癌症患者带来了新的曙光。

 

撰文 | nagashi
编辑 | 王多鱼
排版 | 水成文
癌症 ,是人类至今仍无法攻克的医学难题。然而,免疫治疗的出现扭转了这一状况,为广大癌症患者带来了新的曙光。不仅如此,癌症可以引发肿瘤特异性免疫反应的证据进一步刺激了治疗性癌症疫苗的研发。
然而,由于在许多癌症中缺乏广泛表达的肿瘤抗原,因此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,自体肿瘤细胞已被用于构建多克隆个体化癌症疫苗,以解决缺乏普遍表达的肿瘤抗原和针对单一抗原的治疗免疫逃逸的风险。
2021年11月1日,美国新墨西哥大学健康科学中心的研究人员在 Nature Biomedical Engineering 期刊上发表题为: Cancer vaccines from cryogenically silicified tumour cells functionalized with pathogen-associated molecular patterns  的研究论文。
该研究展示了癌症疫苗可以通过肿瘤细胞的低温硅化来制造, 将肿瘤抗原保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,增强肿瘤抗原的内化、加工和呈递到 T 细胞,并在小鼠模型中导致肿瘤的完全根除,延长了肿瘤小鼠模型的寿命。
研制出任何或所有形式的癌症疫苗是科学家们的重要目标,并且已经在这方面已经取得了一些进展。例如,HPV疫苗就可以非常有效的预防女性宫颈癌。
但值得注意的是,在研制出一种直接对抗癌症的疫苗之前,还需要做更多的工作——要么阻止肿瘤的形成,要么在它们已经形成后将其消灭。大多数此类研究都是基于这样一种想法——通过刺激免疫系统,使其更积极地追击肿瘤细胞。
但不幸的是,人体并不表达可以用于制造这种疫苗的通用肿瘤抗原。在这项研究中,研究团队是建立在先前研究的基础之上,之前的研究表明自体肿瘤细胞 (从同一病人收集的肿瘤细胞) 可以用来制造针对某些类型癌症的多克隆个体化疫苗,这就解决了必须找到普遍表达抗原的问题。
接下来,研究团队尝试了一种新的方法,使用涂有二氧化硅的自体肿瘤细胞——更具体地说,是通过对肿瘤细胞进行低温硅化处理。这个过程包括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。
低温硅化肿瘤疫苗的生产示意图

紧接着,研究人员在硅化表面再添加一层类似病原体的涂层,使用病原体相关的分子模式修饰硅化表面。这些涂层的作用是激活树突状细胞,而树突状细胞又能增强肿瘤抗原的内化、加工和呈递到T细胞,最终让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
为了进一步验证该疫苗在个体水平是否奏效,研究人员为卵巢癌小鼠模型研制了个性化疫苗。他们发现疫苗的作用与预期一致,T细胞在攻击癌细胞时变得更有攻击性,从而产生肿瘤和抗原特异性T细胞免疫。最终的结果是小鼠体内的肿瘤被完全清除。
在小鼠肿瘤模型中,低温硅化癌症疫苗成功根除了肿瘤组织
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,具有协同效应,促进对癌症患者的治疗!更重要的是,这种用于癌症疫苗开发的模块化方法不仅仅局限于卵巢癌,还可以广泛适应其他肿瘤类型。
低温硅化癌症疫苗可以与顺铂协同作用,增强对癌细胞的杀伤力 
总而言之,这项研究开发了一款基于低温硅化技术的癌症疫苗,这类疫苗采用自体肿瘤细胞,获得针对患者的癌症类型的多克隆个体化疫苗。硅化和表面修饰使得这类肿瘤疫苗易于在室温储存而不会失去效力,可能有助于在不同类型的肿瘤中制造个体化的癌症疫苗。
论文链接:
https://www.nature.com/articles/s41551-021-00795-w
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关键词:
疫苗,肿瘤,癌症,研究,抗原

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