细菌糖增强小鼠实验性癌症疫苗效果

据 Scienmag 报道，一种由乳酸菌产生的糖被用于构建一种实验性癌症疫苗。该疫苗在小鼠体内诱导出更强的抗肿瘤免疫反应，并提升了一种成熟免疫疗法的效果。

研究人员在 Materials Today Bio 中介绍了这一平台。该平台使用一种名为 EPS233 的胞外多糖。这种物质分离自 Lacticaseibacillus paracasei，即一种乳酸菌，并从涉及20种细菌糖类的筛选项目中选出。研究人员发现，EPS233 能够在同时携带肿瘤抗原和免疫刺激药物的情况下自行组装成纳米颗粒。

这些发现针对的是癌症疫苗研究中一个长期存在的障碍。许多实验性疫苗一直难以产生足够数量的 CD8 阳性 T 细胞，而这类细胞能够识别并杀死恶性细胞。这种新方法旨在将递送和免疫激活结合在同一结构中，从而增强这一反应。

自组装递送系统

EPS233 具有两亲性，这意味着其分子结构中的一部分与水相互作用，而另一部分则避开水。置于水中时，这种糖会形成直径约27纳米的球形颗粒。研究人员表示，这一尺寸可能有助于颗粒进入淋巴结，而免疫反应正是在淋巴结中组织起来的。

这种胞外多糖的平均分子质量约为77.6千道尔顿，并含有富含甘露糖的骨架。该组成十分重要，因为这种糖既能刺激免疫信号传导，也能运输疫苗的其他成分。

在疫苗配方中，研究团队将 EPS233 与用作模型肿瘤抗原的卵清蛋白，以及瑞喹莫德（resiquimod，或 R848）结合。R848 会激活先天免疫受体 TLR7 和 TLR8，但游离状态的该化合物可能引发过度炎症。这种名为 EPS@R848/OVA 的联合配方形成了略大于37纳米的颗粒，并包封了约84%的每种有效载荷。

实验室模型显示，这种糖和 R848 可以自然结合，有助于使三种成分保持在一起。释放测试表明，这些颗粒在正常生理 pH 值下相对稳定，但在细胞溶酶体的酸性环境中更容易打开。在这些条件下，24小时内释放出的抗原超过一半，因此能够在负责启动 T 细胞反应的免疫细胞——树突状细胞内发挥作用。

更强的免疫细胞激活

这一递送系统似乎还减轻了 R848 的有害全身效应。接受游离 R848 和抗原的小鼠在6小时内出现炎性细胞因子升高，并暂时性体重下降。使用纳米颗粒配方时未观察到这些效应，后者似乎能够留住药物并使其更缓慢地释放。

对树突状细胞和成纤维细胞的测试发现，在治疗浓度下毒性很低。在溶血测试中，这些颗粒对红细胞造成的损伤也不比生理盐水更多。反复治疗未在心脏、肝脏、脾脏、肺或肾脏中发现可见异常，血液生化指标也保持正常。

疫苗进入树突状细胞后，会被迅速摄取，并逐渐从溶酶体中移出。这一点很重要，因为被限制在溶酶体内的抗原可能会被分解，而不是呈递给 T 细胞。接受处理的细胞中，携带抗原的 MHC-I 分子以及 CD40、CD80 和 CD86 等激活标志物水平均有所升高。它们还释放了多种免疫信号蛋白，包括干扰素-β、IL-6、TNF-α 和 IL-12p70。

研究人员将这些效应与两条协同作用的通路联系起来。EPS233 激活了 Dectin-2 受体及其 Syk-CARD9 信号通路，而 R848 则刺激了 TLR7-MyD88-IRF7 通路。两者共同增强了 I 型干扰素活性，并改善了树突状细胞将肿瘤抗原呈递给 CD8 阳性 T 细胞的过程。基因表达研究还发现，Irf8 和 Batf3 水平升高；这两者有助于产生专门负责交叉呈递的树突状细胞群体。

在小鼠体内，这些颗粒在注射部位附近停留了超过120小时，但在6小时内就到达了邻近淋巴结。它们被树突状细胞、巨噬细胞和 B 细胞摄取，其中包括一种罕见的树突状细胞亚群；这种亚群被认为特别擅长激活杀伤性 T 细胞。由相同成分组成但未进行纳米颗粒组装的混合物并未产生同等效果，这表明其结构本身至关重要。

肿瘤控制与免疫检查点疗法

接种疫苗的小鼠产生了数量更多的活化和多功能 CD8 阳性 T 细胞，以及 Th1 型 CD4 反应、生发中心 B 细胞和抗原特异性抗体。在预防性黑色素瘤实验中，用 B16F10-OVA 细胞进行攻击的小鼠，其肿瘤重量比接受分开成分的小鼠低约52%。

该治疗对已经形成的肿瘤同样有效。在治疗性黑色素瘤模型中，与单一佐剂对照组相比，它使平均肿瘤体积降低了约一半。肿瘤中产生干扰素-γ、TNF-α 和颗粒酶 B 的活化 CD8 和 CD4 细胞增多，同时调节性 T 细胞和髓源性抑制细胞减少。使用 GP33 肽的版本也减少了肺部转移结节。

最显著的结果出现在疫苗与抗 PD-1 疗法联合使用时。在原位 B16F10-GP33 黑色素瘤模型中，联合治疗使肿瘤重量降低98.1%，并将中位生存期延长至41天；单独使用抗 PD-1 疗法时为32天。在肺转移模型中，肿瘤负荷下降88.1%，而中位生存期达到33天，单独接受抗体治疗时则为25天。

研究人员认为，这种疫苗可能通过提供活跃的 T 细胞反应，使炎症不足的肿瘤更容易受到免疫检查点疗法的作用。这项研究仍处于早期概念验证阶段：研究使用的是模型抗原和小鼠黑色素瘤，而不是个体化新抗原或已经确定的人类肿瘤靶点。还需要进行这些测试，才能确定一种源自益生菌的糖最终能否支持用于临床的癌症疫苗。