Nature子刊：中科院聂广军开发出口服癌症疫苗，对多种肿瘤产生抗肿瘤免疫

癌症是全球主要的公共卫生问题，近年来，由于饮食、环境、人口的老龄化等因素，全球癌症发病率不断增长，癌症作为主要死因的情况日益突出。

根据国际癌症研究机构（IARC）发布的2020年全球最新癌症数据，中国已经成为了名副其实的癌症大国。作为世界上的人口大国，中国的癌症数据不容乐观，不论是新发人数还是死亡人数，中国都位居全球第一。

近日，中国科学院国家纳米科学中心聂广军教授和赵潇教授在 Nature 子刊" Nature Biomedical Engineering "上发表了一篇题为" Antigen-bearing outer membrane vesicles as tumour vaccines produced in situ by ingested genetically engineered bacteria "的研究论文。

研究人员开发了一种口服癌症疫苗，在多个临床前肿瘤模型中激活了强大的抗肿瘤免疫反应和免疫记忆效应。

与传统的疫苗接种相比，口服疫苗更容易服用，而且成本大多较低。更重要的是，口服疫苗通过刺激肠道中的免疫细胞来激活身体的适应性免疫反应，由于肠道分布着机体70%-80%的免疫细胞，所以这种疫苗可以产生强烈的免疫反应。然而，目前现有的口服疫苗非常有限。

此外，开发口服给药的肿瘤疫苗有两个主要挑战：一是消化道的恶劣环境，二是复杂的肠上皮屏障。

在该研究中，研究人员开发了一种口服糖控细菌机器人，用于在肠道中生产肿瘤疫苗，设计了一种基于基因工程大肠杆菌的细菌机器人，该机器人可以在阿拉伯糖的诱导下分泌携带肿瘤抗原的外膜囊泡（OMV）。

外膜囊泡是肠道菌群与机体免疫系统相互作用的天然介质，与肿瘤抗原一起，可以有效穿透肠道粘液和上皮屏障，并被固有层（一种特殊的粘膜层）中的抗原呈递细胞摄取。

基于基因工程细菌衍生的 OMV 口服肿瘤疫苗

在小鼠模型中，口服阿拉伯糖和基因工程大肠杆菌导致产生穿过肠上皮进入固有层的外膜囊泡，在那里它们刺激树突状细胞成熟。在肺转移性黑色素瘤小鼠模型和皮下结肠肿瘤小鼠中，携带抗原的外膜囊泡抑制肿瘤生长并保护动物免受肿瘤再次攻击。

结果表明，口服疫苗在多个临床前肿瘤模型中激活了强大的抗肿瘤免疫反应和免疫记忆效应，在多种小鼠癌症模型中发挥抗肿瘤作用，显著抑制肿瘤生长。

口服疫苗诱发的长期免疫记忆

最初，研究人员关注到一份由食物污染引起的细菌性肠炎的报道。并猜想，如果病原菌能够突破生物屏障并引发免疫反应，那么人工工程菌应该能够克服复杂的胃肠道环境。受这一启发，研究人员开始尝试使用细菌机器人来提供口服疫苗。

总之，这种口服细菌机器人可以在基因工程技术的帮助下，可控地生产针对小鼠多种肿瘤的疫苗。更重要的是，它可以作为抗原传递和展示平台，预防传染病等其他疾病。为进一步开发口服疫苗带来巨大希望。

论文链接：

https://doi.org/10.1038/s41551-022-00886-2

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