赵潇、赵瑞芳和聂广军研究团队在细菌膜纳米肿瘤疫苗方面取得进展

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近日，国家纳米科学中心赵潇、赵瑞芳和聂广军研究团队在细菌膜纳米肿瘤疫苗方面取得重要进展。相关研究成果以Nanocarriers based on bacterial membrane materials for cancer vaccine delivery为题，发表于Nature Protocols（https://www.nature.com/articles/s41596-022-00713-7）。
       肿瘤细胞中存在大量的基因突变，其中一部分突变产生的突变多肽，具有激活免疫反应的潜力，称之为肿瘤抗原。作为一种个体化肿瘤免疫治疗，肿瘤疫苗通过将肿瘤抗原递呈至免疫系统，激活肿瘤抗原特异性的效应T细胞，从而实现针对肿瘤细胞的免疫识别和杀伤。然而，肿瘤抗原本身的免疫原性较低，需要免疫佐剂和纳米载体递送来增强其免疫原性，才能够激活有效的抗肿瘤免疫反应。目前纳米肿瘤疫苗的发展趋势是开发本身具有佐剂功能的纳米材料。
        基于载体佐剂一体化理念，从机体识别细菌并产生免疫的自然现象获取灵感，研究团队长期致力于基于细菌膜材料的纳米肿瘤疫苗的开发和研究。在前期研究中，借助基因工程技术和多肽分子胶水技术，构建了一种基于细菌外膜囊泡（OMV）的个体化肿瘤疫苗平台，可以快速展示多种肿瘤抗原，实现了肿瘤疫苗的“即插即用”（Nat. Commun. 2021, 12(1): 2041）；利用杂合膜纳米技术，将细菌内膜与肿瘤细胞膜融合覆盖在纳米载体表面，构建了针对自身肿瘤抗原的杂合膜纳米肿瘤疫苗（Sci. Transl. Med., 2021, 13: eabc2816）。

两种基于细菌膜材料的纳米肿瘤疫苗制备的技术路线示意图

       在前期工作基础上，研究团队详细总结了这两种不同技术路线的细菌膜纳米肿瘤疫苗的技术细节，同时对其疫苗表征、免疫效果评估和多种肿瘤模型中的抗肿瘤效果评价方法进行了梳理总结。OMV“即插即用”纳米肿瘤疫苗中，主要的细菌成分是细菌外膜，可以有效激活TLR2/4/5信号通路，主要的技术特点是可以将已知的肿瘤抗原快速连接展示在OMV表面，未来可以应用于能够获取肿瘤抗原信息时的定制化肿瘤疫苗；杂合膜肿瘤疫苗中，主要的细菌成分是细菌内膜，可以有效激活TLR1/2/6信号通路，主要的技术特点是可以充分利用肿瘤细胞上的真实肿瘤抗原，未来可以应用于难以获取肿瘤抗原信息时的个体化肿瘤疫苗。总之，该团队在前期工作基础上，系统性总结了两种基于细菌膜材料的纳米肿瘤疫苗（OMV即插即用纳米肿瘤疫苗和杂合膜肿瘤疫苗）的技术特点、构建过程以及评价体系，将推动细菌膜材料的未来应用。
        国家纳米科学中心赵潇研究员和赵瑞芳副研究员为该文章的共同第一作者，聂广军研究员为通讯作者。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、北京市科技新星计划、国家自然科学基金、广东省重点研发计划等项目的支持。
       论文链接：https://www.nature.com/articles/s41596-022-00713-7
       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。