聂广军、赵潇等在口服疫苗方面取得进展

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近日，国家纳米科学中心聂广军研究员与赵潇研究员在口服肿瘤疫苗方面取得重要进展。相关研究成果以Antigen-bearing outer membrane vesicles as tumour vaccines produced in situ by ingested genetically engineered bacteria为题发表在《自然-生物医学工程》（Nature Biomedical Engineering）杂志上。
        作为体内最大的免疫器官，肠道内分布着机体70%-80%的免疫细胞，因此相比于常规的注射类疫苗，口服疫苗有望通过刺激肠道内丰富的免疫细胞，从而激活强大的免疫反应来预防和治疗疾病。此外，口服疫苗具有更好的患者依从性和更低的应用成本。然而，严苛的消化道环境和复杂的肠道上皮屏障是口服疫苗面临的主要挑战；尽管有如脊髓灰质炎等基于减毒活疫苗技术的口服疫苗成功用于传染病防治，但通用的可设计抗原的口服疫苗体系仍十分有限。
       聂广军和赵潇研究团队长期致力于疫苗体系的开发，特别是基于细菌外膜囊泡（outer membrane vesicles，OMVs）的疫苗体系研究。在前期研究中，利用基因工程技术、多肽分子胶水技术以及RNA结合蛋白技术，分别构建了可快速展示多肽抗原或mRNA抗原的“即插即用”式OMV肿瘤疫苗载体（Nat. Commun. 2021；Adv. Mater. 2022）；通过基因工程技术和载体表面工程改造，构建了DC细胞摄取增强型OMV疫苗载体以及携带PD1免疫检查点抑制剂的OMV疫苗载体（Fund. Res. 2022；ACS Nano 2020）；借助点击化学原理，设计了可主动捕获肿瘤抗原的原位OMV肿瘤疫苗（Small 2022）。

基于在体工作细菌机器人的口服疫苗体系的工作原理及其抗肿瘤免疫效果评估

         在前期工作基础上，研究团队设计了一种基于在体工作细菌机器人的口服疫苗体系，并负载了肿瘤特异性抗原用于肿瘤的预防和治疗。该口服疫苗体系通过控制基因工程细菌在肠道内原位生产携带抗原的细菌外膜囊泡来实现免疫刺激。首先通过基因工程将肿瘤抗原融合表达在OMVs的表面，使这种基因工程改造的细菌机器人能够在阿拉伯糖的诱导下分泌带有肿瘤抗原的OMVs。该细菌机器人在口服后能够克服严苛的消化道环境抵达肠道，此时通过口服阿拉伯糖能够诱导细菌机器人在肠道内原位生产携带有肿瘤抗原的OMVs。作为肠道菌群与机体免疫系统相互作用的天然媒介，OMVs可以有效地穿透肠道黏液层和肠上皮屏障并被固有层中的抗原递呈细胞摄取，最终在多种临床前肿瘤模型中激活强烈的抗肿瘤免疫反应和免疫记忆效应。总之，该团队建立了一种基于在体工作细菌机器人的口服疫苗体系，通过负载肿瘤抗原能够高效激活适应性抗肿瘤免疫应答；该体系将极大推进口服疫苗的开发，提高疫苗依从性并降低成本，在未来研究中根据需要也可用于传染病防治。
       博士生岳娅乐，博士后徐嘉琪和博士生李瑶为该文章的共同第一作者，赵潇研究员和聂广军研究员为共同通讯作者。上述研究工作得到了国家重点研发计划、中国科学院战略性先导计划、中科院基础研究青年团队项目、国家自然科学基金等项目的支持。
       论文链接：https://www.nature.com/articles/s41551-022-00886-2
         文章来源：国家纳米科学中心
         聂广军，国家纳米科学中心研究员，博士生导师，课题组长；获中国科学院“百人计划”海外杰出人才择优支持；科技部973（纳米重大研究计划）首席科学家。2002年于中国科学院生物物理所获博士学位，之后在加拿大McGill大学从事博士后研究。2008年加入国家纳米科学中心。回国以来在Adv Mater, Angew Chem Int Ed, Biomaterials, Blood, Brit J Haematol, J Am Chem Soc, J Biol Chem和Small等国际学术期刊上发表学术论文50余篇。         吴雁，国家纳米科学中心研究员，博士生导师。 2003年6月在南开大学高分子化学研究所获得博士学位。2003年8月-2005年6月期间在复旦大学高分子化学系从事博士后研究。 2005年8月加入国家纳米科学中心，2013年4月被聘为研究员。研究方向:主要从事各种功能高分子材料作为药物载体的研究，包括：运用高分子合成、有机合成及纳米技术构建各种功能聚合物纳米粒子（如：两亲性高分子材料的制备、组装），研究其作为药物载体及载药纳米粒体内外生物活性、生物利用度研究；具有多重环境响应的聚合物药物载体的制备及其体内外生物活性及生物利用度研究；具有超分子结构药物载体的构建及其体内外生物活性、生物利用度研究。医用纳米粒子的特性、组装及其作为药物载体的研究；天然生物医用高分子药物载体的化学修饰及其控制释放研究。目前发表SCI论文50余篇，授权专利6项。
        赵潇，国家纳米科学中心研究员。2016年在天津医科大学获得肿瘤学博士学位，指导教师为郝继辉主任医师，其中博士阶段在国家纳米科学中心进行联合培养，指导教师为聂广军研究员。后于2016年至2019年在国家纳米科学中心聂广军研究员组做博士后研究。2019年9月加入国家纳米科学中心任研究员。主要关注抗肿瘤纳米药物及疫苗的研究，尤其是针对肿瘤临床治疗困境的纳米药物设计合成、mRNA纳米药物及其应用、生物来源纳米颗粒（主要是exosome、细菌外膜囊泡OMV、病毒样颗粒VLP等）及其在肿瘤治疗中的应用。截至2019年在Advanced Materials, Nano Letters, ACS Nano等学术期刊发表论文近30篇，其中第一作者或通讯作者身份共10篇。