肿瘤疫苗是指利用肿瘤抗原，通过主动免疫方式诱导机体产生特异性抗肿瘤效应，激发机体自身的免疫保护机制，达到治疗肿瘤或预防肿瘤发生的作用。尽管基于疫苗的抗肿瘤疗法有优越的理论基础，但目前仍不能达到令人满意的临床治疗效果。其中，提高疫苗的免疫刺激效率是肿瘤免疫治疗领域的重要研究方向之一。

为了解决这一难题，国家纳米科学中心王海研究团队构建了一种高效、可直接呈递主要组织相容性复合体（MHC）-肿瘤抗原给T细胞的纳米树突状细胞（DC）疫苗。通过体外控制刺激条件的方式，将小鼠体内提取并诱导出的骨髓来源树突状细胞（BMDCs）和肿瘤细胞-细菌融合材料共孵育，以此得到包含MHC-肿瘤抗原复合物的个性化DC疫苗。将提取包含有个性化MHC-肿瘤抗原复合体和共刺激因子（CD80/86）的细胞膜包覆在叶酸-铁离子自组装的树突状纳米颗粒上，以此构建得到可直接刺激T细胞诱导特异性肿瘤免疫反应的纳米DC疫苗。实验结果表明，该纳米DC呈现显著淋巴结归巢能力和诱导特异性细胞免疫效果，在体内有效抑制了肿瘤生长和转移灶形成，且诱导了记忆T细胞的长期免疫保护，有望用于个性化肿瘤免疫治疗。相关研究成果以Direct Presentation of Tumor-Associated Antigens to Induce Adaptive Immunity by Personalized Dendritic Cell-Mimicking Nanovaccines为题，发表于Advanced Materials（2022, DOI: https://doi.org/10.1002/adma.202205950）。

图 1.  a) 合成纳米DC疫苗示意图；b-d）SEM和TEM表征树枝状纳米颗粒；e-f) 纳米颗粒粒径分布和电荷表征；g-i) 蛋白质电荷和pull-down试验验证纳米DC疫苗携带相关疫苗递呈蛋白复合体

mRNA技术可以通过人体细胞的蛋白质合成系统合成出特异性的肿瘤抗原，以诱导免疫反应从而特异性的攻击肿瘤细胞，因此，mRNA肿瘤疫苗成为个性化免疫治疗的另外一种重要策略。脂质纳米颗粒（LNPs）作为非病毒递送载体将mRNA递送至胞质，然而目前mRNA-LNPs疫苗的超低温储存和运输极大地阻碍了其临床应用。为了提高mRNA- LNPs疫苗的热稳定性和对免疫系统刺激的持久性，研究团队采用一种可变形的水凝胶-LNPs系统（HA-mRLNPs），可在室温下存储mRNA疫苗，用于体内持久免疫治疗。首先，通过构建高混合效率的微流控芯片实现封装编码肿瘤抗原mRNA和免疫佐剂的新型LNPs，随后通过动态透明质酸水凝胶限制LNPs的迁移和融合以提高mRNA疫苗在室温下的储存时间。此外，透明质酸链在生理条件下是可移动的，不能永久保持凝胶状状态，从而可控的释放mRNA纳米疫苗，并递送至树突状细胞，进而诱导抗原特异性T细胞杀伤肿瘤细胞。纳米疫苗在室温保存至少14天后，其功能仍保持不变。本研究证明稳定和持久免疫水凝胶-LNPs体系可以用于有效的肿瘤免疫治疗。相关研究成果以Stabilizing RNA Nanovaccines with Transformable Hyaluronan Dynamic Hydrogel for Durable Cancer Immunotherapy为题，发表于Advanced Functional Materials（2022, DOI: 10.1002/adfm.202204636）。

图 2. 水凝胶-LNPs系统制备和体内肿瘤免疫示意图

国家纳米科学中心博士生张杰和硕士生贾福浩分别为Advanced Materials和Advanced Functional Materials的第一作者。王海研究员为文章的通讯作者。国家纳米科学中心聂广军研究员对该研究工作给予大力支持，上述研究工作得到了中科院战略性先导科技专项、国家自然科学基金和国家纳米科学中心启动基金的支持。

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论文1：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202205950