肽水凝胶纳米疫苗：胃癌防治的新希望

《Journal of Translational Medicine》：Peptide hydrogel platform encapsulating manganese ions and high-density lipoprotein nanoparticle-mimicking nanovaccines for the prevention and treatment of gastric cancer

为解决晚期胃癌治疗难题，研究人员开发 HPPS@RMn 纳米疫苗，证实其能激活免疫反应，为胃癌防治提供新策略。

　　在健康的 “战场” 上，胃癌是一位极其狡猾且顽固的 “敌人”。早期，它悄无声息，多数患者发现时已到晚期。常用的手术、放疗、化疗和靶向治疗，对晚期胃癌患者效果不佳。而免疫疗法虽带来了新希望，但找到更高效的免疫治疗策略，依旧是亟待攻克的难题。在此背景下，武汉大学人民医院等机构的研究人员开展了相关研究，他们开发的单注射肽水凝胶基纳米疫苗疗法，为胃癌防治带来了新曙光，该研究成果发表在《Journal of Translational Medicine》上。

研究人员主要运用了以下关键技术方法：合成多种纳米材料，如 HPPS、HPPS@RMn 等；通过冷冻扫描电镜（Cryo-SEM）观察材料形态；进行体外凝胶降解和药物释放实验；利用免疫荧光检测淋巴节点靶向能力；采用酶联免疫斑点实验（Elispot）检测抗原特异性 T 细胞；借助流式细胞术分析肿瘤中的免疫细胞。

研究结果

1. HPPS@RMn 水凝胶系统的合成与表征：研究人员合成了携带纳米疫苗和 Mn²⁺的热敏多肽水凝胶 HPPS@RMn。动态光散射、透射电镜等结果显示，HPPS 纳米颗粒粒径约 15nm，均匀性好，且 R4F 融合肽能良好连接到纳米载体上。RADA₃₂肽在生理盐水中，浓度和温度增加会增强凝胶化能力，5% WT 浓度适合后续实验。HPPS@RMn 在 4℃时为溶液状态，37℃迅速形成凝胶结构，添加 HPPS 不影响其凝胶化能力。扫描电镜显示，HPPS@RMn 在纤维结构附近吸附有类似纳米颗粒的结构，且能在 7 天内缓慢释放纳米疫苗，添加蛋白酶 K 可加速降解，体内成像证实其能降低纳米疫苗的代谢效率。
2. HPPS@RMn 水凝胶系统对体外抗原呈递细胞的激活评估：共培养实验证实，R4F 与抗原肽结合可促进 HPPS 对树突状细胞（DCs）的有效靶向。流式细胞术显示，含 CpG 佐剂的 HPPS-OVA 纳米疫苗或含 Mn²⁺的 RMn 水凝胶系统能显著增强 DCs 的激活，HPPS-OVA@RMn 效果更显著。免疫印迹和 ELISA 检测表明，HPPS-OVA 与 RMn 分别诱导 TLR9 受体和 cGAS-STING 信号通路激活，HPPS-OVA@RMn 可同时激活这两条通路，更有效地促进 DCs 成熟和激活。
3. HPPS@RMn 水凝胶系统对体内淋巴结抗原呈递能力的靶向激活评估：免疫荧光实验显示，HPPS-OVA 纳米疫苗主要定位于淋巴结实质特定区域，HPPS-OVA@RMn 可促进其在淋巴结实质均匀分布，降低代谢率。HPPS-OVA@RMn 能诱导 DCs 吞噬更多纳米疫苗，促进 DCs 摄取。此外，RMn 或 HPPS-OVA 单独使用可促进成熟 DCs 比例增加，HPPS-OVA@RMn 组合效果更优，表明水凝胶系统可减缓纳米疫苗体内代谢，促进 DCs 摄取和激活抗原。
4. HPPS@RMn 水凝胶系统预防 YDN16 胃癌的疗效评估：构建小鼠皮下肿瘤模型，结果显示 RMn 水凝胶系统无纳米疫苗时对肿瘤生长无影响，HPPS-OVA 或 HPPS-MG7 单独接种可抑制肿瘤生长，HPPS-OVA@RMn 或 HPPS-MG7@RMn 抑制效果更显著，HPPS-OVA@RMn 可预防近 30% 的肿瘤生长。进一步分析发现，HPPS-AP@RMn 可促进中央记忆 T 细胞形成，接种小鼠的脾记忆 T 细胞在再次接触抗原后能分化为功能性 IFN-γ⁺T 细胞，释放大量细胞因子。
5. HPPS@RMn 水凝胶系统联合 PD-1 抗体治疗 YDN16 胃癌的疗效评估：实验表明，HPPS-MG7、HPPS-MG7@RMn 和 HPPS-MG7@RMn + αPD-1 治疗组可抑制肿瘤生长，HPPS-MG7@RMn 组肿瘤抑制效果优于 HPPS-MG7 组，联合 αPD-1 后效果进一步增强。分析效应 T 细胞亚群发现，HPPS-MG7@RMn + αPD-1 组可增强 GazB 分泌，减少耗竭 T 细胞亚群数量，增加耗竭前体 T 细胞数量，有效抑制肿瘤发展。

研究结论与讨论

研究成功开发了一种新型胃癌免疫治疗策略，将超小自组装纳米疫苗与热敏肽水凝胶相结合。该系统解决了纳米疫苗代谢快、抗原呈递细胞激活不足等问题，增强了纳米疫苗的持续释放，促进其有效浸润淋巴结，激活树突状细胞，诱导初始 T 细胞转化为抗原特异性记忆 T 细胞，介导强大的抗肿瘤免疫反应。不过，纳米疫苗仍面临肿瘤异质性、免疫逃逸、纳米载体生物相容性等挑战。未来研究可进一步优化纳米疫苗的物理化学性质，开发更稳定的纳米疫苗，提高其临床应用可行性。这一研究为临床个性化癌症免疫治疗提供了新方向，彰显了先进纳米技术在克服肿瘤异质性和免疫逃逸方面的巨大潜力 。