创新癌症疫苗:基于细胞内凝胶化肿瘤细胞,协同阻断 CD47 与暴露损伤相关分子模式的抗癌新策略

【字体: 时间:2025年05月09日 来源:Cell Reports Medicine 11.7

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  本文介绍了一种新型癌症疫苗,通过细胞内凝胶化肿瘤细胞,并结合 CD47 阻断和损伤相关分子模式(DAMP)暴露技术制备而成。该疫苗能有效预防和治疗肿瘤,提高免疫原性,为个性化肿瘤细胞疫苗开发提供了新方向,极具研究价值。

  

引言


疫苗是肿瘤治疗的理想策略,全肿瘤细胞疫苗因包含多种肿瘤相关抗原而备受关注,但传统制备方法存在免疫原性不足、肿瘤抗原易降解等问题。本研究旨在通过细胞内凝胶化技术结合 CD47 阻断和 DAMP 暴露,制备一种新型癌症疫苗,以解决这些难题。

结果


  1. 细胞内凝胶化肿瘤细胞作为全细胞肿瘤疫苗:选用低分子量的聚乙二醇二丙烯酸酯(PEG - DA,700 Da)和光引发剂(Irgacure 2959,I2959),在冻融循环下将其导入肿瘤细胞,经紫外线照射引发自由基聚合和交联,实现细胞内凝胶化,制备出细胞内凝胶化黑色素瘤细胞(GMC)。GMC 保持了肿瘤细胞的形态、抗原完整性和生理稳定性,且无细胞活力,为全细胞疫苗开发提供了良好平台。
  2. GMC 与 DAMP 过表达增强 DC 激活:用低浓度阿霉素(DOX)预处理活的黑色素瘤细胞(MC),诱导免疫原性细胞死亡(ICD)和 DAMP 暴露,再进行细胞内凝胶化,得到 DOX - GMC。DOX - GMC 表面的钙网蛋白(CRT)过表达,促进了树突状细胞(DC)的识别和吞噬,增强了 DC 的成熟和抗原呈递能力,提高了疫苗的免疫原性。
  3. DOX - GMC 有效预防肿瘤发生:在小鼠体内实验中,接种 DOX - GMC 的小鼠在接种 B16 - F10 - Luc 细胞后,肿瘤生长受到明显抑制,部分小鼠存活时间延长,证明 DOX - GMC 疫苗具有一定的肿瘤预防效果,但仍需进一步改进。
  4. DOX - GMC 与 CD47 阻断增强巨噬细胞激活:利用鼠抗 CD47 单克隆抗体阻断肿瘤细胞表面 CD47 受体,结合 DOX 诱导的 DAMP 暴露,制备出 CD47 - DOX - GMC。该疫苗增强了巨噬细胞和 DC 对肿瘤细胞的吞噬作用,促进了巨噬细胞向 M1 型极化,增强了 DC 的成熟和抗原呈递能力,提高了疫苗的免疫原性。
  5. 疫苗产生持久的生存益处:与 DOX - GMC 相比,CD47 - DOX - GMC 在预防肿瘤生长方面表现更优,能显著提高小鼠的生存率,几乎完全抑制肿瘤组织的荧光信号。在治疗已存在的肿瘤时,CD47 - DOX - GMC 也展现出强大的清除能力,有效延长了小鼠的生存期。
  6. 疫苗促进肿瘤相关淋巴细胞和细胞因子产生:CD47 - DOX - GMC 疫苗激活了 CD4+和 CD8+ T 细胞,增加了 TH1 细胞的比例,抑制了调节性 T 细胞(Treg),改善了 T 细胞耗竭,诱导了肿瘤特异性 T 细胞反应和保护性免疫记忆,促进了肿瘤相关淋巴细胞和细胞因子的产生,从而实现了有效的抗肿瘤免疫治疗。
  7. 疫苗与免疫检查点抑制剂联合清除已建立的肿瘤:尽管 CD47 - DOX - GMC 疫苗在肿瘤预防和已存在肿瘤的清除方面取得了较好效果,但在治疗已建立的肿瘤时仍有提升空间。与免疫检查点抑制剂(抗程序性死亡配体 1,aPD - L1)联合使用后,显著增强了 T 细胞介导的肿瘤杀伤作用,提高了小鼠的生存率,有效清除了已建立的肿瘤。
  8. 自体肿瘤细胞可用于开发个性化疫苗:从荷瘤小鼠腹水中收集 B16 - F10 细胞,经富集后制备出腹水来源的 CD47 - DOX - GMC 疫苗。该疫苗在治疗小鼠已存在的肿瘤时,有效抑制了肿瘤生长,部分小鼠实现了肿瘤完全清除,证明利用自体肿瘤细胞开发个性化疫苗是可行的。
  9. 细胞内凝胶化结合细胞表面工程是一种平台技术:将细胞内凝胶化结合表面工程的方法应用于不同癌细胞系,如从皮下肿瘤组织获取的 4T1 细胞,制备出 CD47 - DOX - GBC 疫苗。该疫苗对皮下乳腺癌具有一定的抗肿瘤效果,与 aPD - L1 联合使用后效果更显著,表明该技术可用于制备多种癌症疫苗。
  10. 全细胞疫苗展现出良好的生物安全性:对健康小鼠进行的系统免疫毒性评估显示,接种 CD47 - DOX - GMC 疫苗的小鼠未出现明显的不良反应,心、肝、脾、肺、肾等器官无明显损伤,肝肾功能和炎症水平正常,证明该疫苗具有良好的生物安全性。

讨论


本研究通过细胞内凝胶化和细胞工程策略构建了 CD47 - DOX - GMC 疫苗,在肿瘤预防和治疗方面取得了显著效果。该疫苗利用细胞内水凝胶维持肿瘤细胞形态和抗原完整性,通过 DOX 预处理诱导 DAMP 过表达,结合 CD47 阻断增强免疫细胞对肿瘤细胞的识别和吞噬,激活了抗肿瘤免疫反应。同时,利用自体肿瘤细胞制备个性化疫苗,为克服肿瘤异质性提供了新途径。然而,该研究也存在一些局限性。CD47 阻断的疗效与肿瘤细胞 CD47 表达水平相关,在 CD47 低表达的肿瘤中可能效果不佳,且 CD47 与受体 SIRPα 的相互作用受遗传多态性影响,可能影响临床应用效果。此外,目前的研究仅在小鼠模型中进行,未充分模拟人类肿瘤微环境,还需在更多肿瘤模型和大动物模型中进行验证。未来的研究应进一步探索其他免疫逃逸蛋白阻断和 DAMP 暴露策略,优化疫苗制备工艺和质量控制,以推动该疫苗的临床转化。

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