陈永明、刘利新在纳米疫苗促进三级淋巴结形成用于鼻咽癌治疗取得进展

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三级淋巴结（Tertiary lymphoid structures，TLS）具有与次级淋巴器官类似的结构和功能，也称为异位淋巴组织，通常在慢性炎症组织中形成。TLS包含由大量T细胞包围B细胞组成的细胞团。B细胞作为抗原递呈细胞能在原位将处理后的抗原呈递给T细胞，进一步增强T杀伤肿瘤能力。最近研究表明，在肿瘤部位出现TLS与肿瘤患者良好预后有关。这说明TLS与肿瘤患者预后有着密切关系，促进TLS形成可望成为抑制肿瘤生长的一种治疗新策略。然而TLS自然形成过程缓慢且不可控，如何快速和可控的诱导在肿瘤中形成TLS是一个挑战。
        近日，中山大学陈永明教授和刘利新教授团队报道了通过纳米颗粒疫苗（pECM）加速肿瘤中TLS的形成来抑制肿瘤生长的研究（图1）。本研究采用被FDA批准作为食品添加剂的植物来源单宁酸作为递送载体，采用激活B细胞的TLR-9激动剂CpG和激活T细胞的STING激动剂Mn2+作为佐剂；选用鼻咽癌（Nasopharynx cancer，NPC）患者持续表达的蛋白EBNA1作为抗原；利用快速纳米复合技术（Flash nanocomplexation，FNC）制备出尺寸约100纳米的pECM。

图1. pECM纳米疫苗通过促进TLS的形成来治疗鼻咽癌示意

        为了评价纳米疫苗的抗肿瘤效果，作者首先构建了模拟鼻咽癌小鼠模型，并使用不同组成的纳米疫苗进行治疗（图2）。相比于游离疫苗和单佐剂纳米疫苗而言， pECM可更有效的抑制肿瘤生长并明显延长小鼠生存时间。抗肿瘤机制研究表明，pECM在激活发挥效应功能的T细胞上更有优势。在动物模型外周血中，pECM治疗组产生了由CD8+ T 和CD4+ T 细胞表达的最高数量IFN-γ, TNF-α 和IL-2 细胞因子。ELISPOT检测脾脏淋巴细胞产生IFN-γ的细胞数量也表明pECM治疗组在激活细胞免疫上优于对比组。

图2. 肿瘤治疗与血脾细胞免疫反应（A）小鼠注射鼻咽癌肿瘤细胞、接种疫苗时间和测量指标评估时间表；（B）不同治疗组小鼠肿瘤生长曲线；（C-E）外周血中分泌细胞因子T细胞比例；（F）ELISPOT检测脾脏淋巴细胞产生IFN-γ的细胞数量。

        为进一步探究为何pECM疫苗在激活T细胞方面更有优势，该研究采用HE染色和免疫荧光染色对肿瘤微环境进行分析。结果表明，在pECM治疗的小鼠肿瘤中有数量多并且面积大的浸润淋巴细胞团，说明了形成了TLS。并且，观察到正常化的肿瘤血管和淋巴管，以及有大量淋巴细胞围绕高内皮静脉的形成。这些脉管系统正常化可降低肿瘤间质压力，反过来促进外周循环的淋巴细胞浸润肿瘤，形成由大量B细胞包裹T细胞的TLS。为探究肿瘤中TLS形成后引起的变化，该研究采用流式细胞仪分析得出肿瘤中TLS形成后引起具有杀伤作用的CD8+T细胞比例增加，以及作为专职抗原递呈细胞CD80+MHCll+B细胞比例增加。尤其值得注意的是，作为B细胞将抗原呈递给T细胞的直接证据，B220+CD8+T细胞比例较对照组显著增多，表明了肿瘤TLS中T细胞、B细胞存在相互作用。进一步该研究采用淋巴细胞抑制剂FTY720抑制次级淋巴器官的淋巴细胞外排，在肿瘤局部给予抗原刺激后，肿瘤中发挥效应记忆T细胞的比例没有明显下降，表明肿瘤中TLS形成后可独立于外周次级淋巴器官发挥刺激T细胞的作用。
          这项工作揭示了双佐剂纳米疫苗通过诱导肿瘤部位脉管系统正常化和肿瘤部位产生趋化因子进而招募成熟的T细胞、B细胞浸润肿瘤，缩短了瘤内TLS的形成时间。TLS可以独立于外周次级淋巴器官发挥作用，增强局部抗肿瘤免疫反应，从而抑制肿瘤生长。这个治疗理念也在模拟鼻咽癌小鼠模型中得到证实，并展现出延长癌症小鼠模型生存期的效果。此外，制备纳米疫苗的材料具有简单和生物相容等优势，表明该纳米疫苗具有良好的临床应用前景。
          相关论文以“Nanovaccines Fostering Tertiary Lymphoid Structure to Attack Mimicry Nasopharyngeal Carcinoma”为题目于2023年4月14日发表在ACS Nano上（https://doi.org/10.1021/acsnano.2c09619）。中山大学材料科学与工程学院博士研究生温祯福为第一作者，刘利新教师、陈永明教授为共同通讯 作者。
        中山大学陈永明研究团队简介：该团队是广东省珠江人才计划“纳米医学工程”创新团队，研究方向为生物大分子药物递送材料和应用技术、材料对免疫系统的干预。主要成果包括：（1）采用生物材料递送蛋白/多肽抗原和分子佐剂，制备的纳米疫苗高效靶向淋巴结，产生显著体液免疫和细胞免疫。在肠道病毒感染导致的手足口病、EBV 感染引起的鼻咽癌及 HBV 引起的慢性乙肝等动物模型上效果显著；（2）开发了全新结构类型的脂质体库，研发的LNP疫苗在特定组织和器官高效安全表达，在材料和制剂上形成自主知识产权；（3）建立了蛋白、核酸纳米药物快速加工技术，解决了纳米疫苗的高重现、规模化生产的技术瓶颈；（4）通过材料抑制游离核酸引起的炎症反应和肿瘤转移，在一些慢性、急性炎症反应和肿瘤转移取得显著效果。
        文章来源:中山大学
        文章来源：中山大学
      陈永明， 中山大学教授。2006年国家杰出青年科学基金获得者，2001年至2013年任中国科学院化学研究所研究员，高分子物理与化学国家重点实验室副主任；2013年至今任中山大学教授，高分子与材料科学系主任，聚合物复合材料及功能材料教育部重点实验室主任。2007年至今任Polymer杂志副主编；2006至2007年任Polymer刊物编委；2011年起任《高分子学报》刊物编委；曾任Macromolecules及ACS Macro Letters刊物编委。曾获“中国化学会高分子基础研究王葆仁奖”等奖项。共发表 SCI 论文约 170 篇，并多次获得国家自然科学基金会高分子合成化学重大和重点等项目支持。
      刘利新，中山大学材料科学与工程学院副教授。主要研究领域为纳米材料作为疫苗佐剂及载体和纳米材料在自身免疫性疾病治疗中应用；在Nano Letters，Biomaterials，Nanoscale，Advanced Healthcare Materials等生物材料领域知名学术期刊发表研究论文40余篇。