新抗癌疫苗！西北大学院士团队研发球形核酸疫苗
近日，美国西北大学国际纳米技术研究所 Chad A. Mirkin 院士团队在《Nature Biomedical Engineering》发表研究论文“Multi-antigen spherical nucleic acid cancer vaccines”，开发了一种显著提高多种癌症疫苗效力的新方法。
研究背景
疫苗接种是针对表达可靶向肿瘤相关抗原和新抗原的癌症的一种有吸引力的策略。例如，黑色素瘤，科学界已经加大了开发针对已确定肿瘤相关蛋白（例如gp100，MAGE-A3，MART-1和NY-ESO-1）的疫苗。然而，尽管这些疫苗带来了一些益处（例如增加活化的黑色素瘤特异性T细胞），但许多疫苗主要设计用于激活细胞毒性T细胞。肿瘤可能具有相当大的异质性和高突变负担，因此很容易逃脱免疫监视。因此，依靠细胞毒性T细胞活性的疫苗是不够的，迫切需要研发出含有靶向多种免疫细胞类型的抗原的疫苗来诱导增强的肿瘤缓解。
研究试图确定多抗原SNA疫苗的较佳抗原加工条件，以产生强大的细胞毒性和辅助性T细胞反应。特别是，研究人员研究了两种抗原类别（MHC-I限制性和MHC-II限制性）的肽递送到树突状细胞（DC）将如何改变体外处理。
研究进展
研究人员设计并合成了双抗原SNA疫苗（DA-SNAs），该疫苗在不同纳米级位置包含MHC-I限制性和MHC-II限制性抗原（基于每种抗原的位置，称为DA-SNA 1和DA-SNA 2）。由于SNA的模块化，SNA结构中有多个不同的位置可以放置抗原。对于这项工作，科学家选择抗原放置的包封和杂交安排并相互比较。为了评估抗原的分布和在不同纳米颗粒上的递送如何影响免疫活化，他们合成了包含两个单独SNA的制剂，每个SNA在与DA-SNA疫苗相同的位置仅呈现一种抗原类别。对于提供单一抗原的单个SNA，这些制剂被称为“单独”，对于含有DA-SNA的双抗原，这些制剂被称为“组合”。
球形核酸（SNA）疫苗递送两类抗原改变了抗原在体外的处理方式
研究发现只有DA-SNA结构，而不是单独的制剂，能够显著提高抗原特异性T细胞的数量，这表明两种抗原联合递送到DC会导致更强的T细胞分化。当评估早期活化标志物CD69在任一抗原特异性T细胞群中的表达时，这一点更为明显。当抗原作为一个DA-SNA组合递送时，CD69信号量增加（通过中位荧光强度MFI测量），DA-SNA 2结构优于所有测试组。此外，无论抗原位置如何，DA-SNA结构中抗原的递送都转化为T细胞增殖增加2倍。
研究意义
目前为止，Chad A. Mirkin 教授团队已经研究了疫苗结构在七种不同类型癌症中的作用，包括三阴性乳腺癌、乳头瘤病毒诱导的宫颈癌、黑色素瘤、结肠癌和前列腺癌，以确定治疗每种疾病的有效的疫苗结构。
本研究展示了携带多种免疫细胞靶向肽抗原的SNA疫苗的结构如何极大地影响免疫激活。改变抗原类型在SNA中的位置会改变树突状细胞处理，在转录组水平上调免疫细胞途径，在细胞水平上增强细胞因子和记忆标志物的产生和分泌，并在生物体水平上减缓肿瘤生长。
总的来说，这些变化定义了疫苗对侵袭性B16-F10黑色素瘤肿瘤模型的效力，重要的是，阐明了关于多种肽抗原放置的设计见解，这些肽抗原可以转化为其他疗法并指导其疫苗开发。
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