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由于致密细胞外基质的物理屏障和免疫抑制肿瘤微环境(TME)的生理屏障，已建立的具有弱免疫反应的实体肿瘤对免疫治疗尤其具有挑战性。近年来，光热治疗与免疫治疗协同发展成为一种新的治疗方式，用于治疗实体肿瘤的生长和转移。这是因为光热疗法不仅可以破坏其细胞外基质，逆转其免疫抑制TME使其敏感化，进行免疫治疗，还可以诱导肿瘤细胞免疫死亡，激活体内的抗肿瘤反应。当原发实体瘤位于深部组织时，光热治疗也可以方便地配合光纤、内镜等介入技术，避免开腹、开胸手术因此，建议将光热治疗方式与纳米疫苗相结合，以治疗实体肿瘤的发生、复发和转移。在前期的研究中，生物相容性和生物可降解多孔硅NPs (PSiNPs)经氧化或碳氢化处理后对免疫细胞具有显著的免疫刺激作用，如增强DCs的活化、T细胞的增殖和细胞因子的分泌等。
在此基础上，南京林业大学理学院高分子与化学生物学交叉研究团队将具有较强内在免疫刺激作用的氧化PSiNPs和负载额外的免疫刺激药物包被CCM，构建基于PSiNPs的仿生纳米疫苗。在此，开发了一种选择光热和弱免疫刺激多孔silicon@Au纳米复合材料作为颗粒核的替代策略，以获得CCM@(PSiNPs@Au)纳米疫苗。研究了它们对抗肿瘤免疫反应的刺激作用，以抑制体外肿瘤细胞的增殖和体内实体瘤的发生。最后，结合ICB免疫疗法，在体内研究了CCM@(PSiNPs@Au)纳米疫苗作为光热治疗剂对已建立的实体肿瘤生长和转移的作用。
近日，南京林业大学理学院高分子与化学生物学交叉研究团队在国际材料领域顶级期刊《Advanced Materials》（《先进材料》，影响因子30.849）发表题为该研究以“Multifunctional Biomimetic Nanovaccines Based on Photothermal and Weak-immunostimulatory Nanoparticulate Cores for the Immunotherapy of Solid Tumors”为题发表在国际材料领域顶级期刊《Advanced Materials》上，并被选做2022年34卷9期的封底论文。高分子与化学生物学交叉科研团队夏兵教授，芬兰赫尔辛基大学药学院/荷兰格罗宁根大学医学中心Hélder A. Santos教授为论文共同通讯作者。毕业硕士研究生李嘉晨（目前攻读荷兰格罗宁根大学医学中心博士学位）为第一作者。该成果得到江苏省高水平大学建设经费和南京林业大学标志性成果培育项目等资助。
在肿瘤生长过程中，肿瘤细胞经过多次分化增殖，其子细胞在表型或基因上会呈现时空异质性，所以携带单一抗原信息的肿瘤疫苗往往无法有效启动免疫应答。为此，人们将含有多种相关抗原的肿瘤细胞膜直接包覆到携带免疫佐剂或自身具有免疫刺激性的纳米内核上，制备得到仿生纳米疫苗。
相对于以往仿生纳米疫苗的设计理念，研究提出了另一条构建思路，即纳米内核无需强免疫刺激性或额外载入免疫刺激性佐剂等，仅借助“异物识别效应”就可以有效激活机体抗肿瘤免疫力，这为将来设计更加安全、高效、个性化纳米疫苗提供了可能性。同时，研究还建立了一种具有高灵敏度的肿瘤细胞膜的定量化分析方法，对仿生纳米疫苗工业化制备具备借鉴价值。
本研究报道了一种选择光热和弱免疫刺激多孔silicon@Au纳米复合材料作为颗粒核制备仿生纳米疫苗的替代策略，以提高其生物安全性和对实体肿瘤的免疫治疗效果。采用定量分析方法计算了癌细胞细胞膜在多孔silicon@Au纳米复合材料上的承载量。协助异物反应,这些外生纳米药物核心仍然可以有效地提供癌症免疫刺激性作用较弱细胞膜进入树突状细胞激活和下游抗肿瘤免疫力,导致没有实体肿瘤的发生和免疫小鼠的生存在55天的观察。此外，这种纳米疫苗作为光热治疗剂，与其他免疫疗法协同作用，可通过启动体内抗肿瘤免疫反应和逆转其免疫抑制微环境，显著抑制实体肿瘤的生长和转移。考虑到多孔硅纳米颗粒的多用途表面工程特性，本研究提出的策略有利于在未来的临床实践中构建具有更好生物安全性和更多诊断或治疗方式的多功能纳米疫苗，以对抗实体肿瘤的发生、复发或转移。
文章链接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.202108012
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