文章题目：Carbohydrate-Lectin Interactions Reprogram Dendritic Cells to Promote Type 1 Anti-Tumor Immunity

发表期刊：ACS Nano（2024.09）

影响因子：15.8

通讯单位：麻省理工学院化学系

        树突状细胞（DCs）是抗肿瘤免疫的核心启动者，作为抗原呈递细胞（APCs），DCs通过内化病原体，并在MHC分子上呈递处理后的抗原表位，用于T细胞启动。此外，受到免疫原刺激后，DCs还会分泌细胞因子，引导T细胞向细胞免疫（Th1 CD4⁺和CD8⁺）、体液免疫（Th2 CD4⁺）或耐受性免疫（Treg）分化。

        治疗性癌症疫苗往往需要1型细胞免疫，即通过激活辅助性1型（Th1 CD4⁺）和细胞毒性（CD8⁺）T细胞识别并杀死癌细胞。然而，目前FDA批准的癌症疫苗通过体外培养DCs过继到患者体内进行治疗，这一方式程序复杂、耗时、昂贵，并且体外装载的DCs因迁移到淋巴结（LNs）与T细胞相互作用的能力有限，可能导致不需要的Treg和Th2反应的诱导，使得免疫细胞持久性差和肿瘤浸润低，难以有效消除肿瘤。因此，通过在体内将抗原靶向DCs并引发促炎、肿瘤特异性Th1型免疫反应，避免体外培养DCs，可能实现更加有效的肿瘤治疗。

        在这篇文章中，作者设计了一种糖配体修饰病毒样颗粒（VLP）疫苗，该疫苗表面携带能够与DC-SIGN特异性结合芳基甘露糖配体，并包裹了TLR7激动剂。这些VLP通过递送模型Ova肽抗原，可诱导强烈的DC激活和1型细胞免疫，产生了肿瘤抗原特异性Th1 CD4⁺和CD8⁺ T细胞，实现实体瘤中免疫细胞的有效浸润，在小鼠黑色素瘤模型中显著抑制肿瘤生长。

Figure 1. Aryl mannoside-substituted VLPs as a platform to induce cellular immunity.

        为了制备这种疫苗，作者选择了具有更好的颗粒稳定性和更高的肽负载耐受性噬菌体PP7-PP7 VLP。随后通过两步修饰策略，分别在VLP表面修饰芳基甘露糖配体、Ova肽(Ⅰ: 257-264; Ⅱ:323-339)以及荧光基团，成功制备候选疫苗VLP-ArMan-Oval/II（Figure 1）。

Figure 2. VLP-ArMan-OvaI/II coengages DC-SIGN and TLR7 for DC activation.

        在体外实验中，候选疫苗VLP-ArMan-Oval/II它能够通过DC-SIGN介导的内吞作用，高效地进入DC细胞（Figure 2a-c）。进入细胞后，疫苗携带的ssRNA与TLR7结合（Figure 2e-g），进一步激活DC细胞，促进抗原呈递，进而引发强烈的1型免疫反应。与没有糖基配体对照组VLP-PEG-Oval/II相比，VLP-ArMan-Oval/II诱导的DC细胞表面激活标记和共刺激分子的表达显著增加（Figure 3h,i），1型促炎细胞因子表达水平也大幅提升(Figure 3)。

Figure 3. VLP-ArMan-OvaI/II induces type 1-associated responses.

        体外水平证明疫苗能够有效激活1型细胞免疫后，作者继续在动物水平对疫苗VLP-ArMan-Oval/II进行免疫学评估。研究发现VLP-ArMan-Oval/II注射后能够迅速迁移到富含免疫细胞的淋巴结，被DC细胞高效摄取。在黑色素瘤小鼠模型实验中，相比于VLP-PE-Oval/II，免疫VLP-ArMan-Oval/II疫苗的小鼠脾脏内，肿瘤抗原特异性的Th1 CD4⁺和CD8⁺ T细胞显著增加（Figure 4b-g）。肿瘤内的免疫细胞浸润程度正逐渐成为癌症进展的关键预测指标，且肿瘤浸润淋巴细胞（TILs）的存在与患者生存率相关。因此，作者继续评估了实体黑色素瘤肿瘤中的T细胞浸润情况。与VLP-PE-OvaI/II相比，VLP-ArMan-OvaI/II免疫的小鼠肿瘤中CD4⁺和CD8⁺ T细胞的百分比显著增加（Figure 4k-m）。这些数据与体外实验结果一致，表明ArMan修饰的VLPs在体内也能够促进更强的DC激活，增强抗原呈递，并更有效地激活免疫信号传导，从而增强T细胞反应。

Figure 4. VLP-ArMan-OvaI/II induces tumor antigen-specific T cells.

        继续对VLP-ArMan-Oval/II的体内肿瘤抑制作用进行评估。研究发现，VLP-ArMan-Oval/II联合cGAMP和anti-PD-1治疗后，肿瘤生长得到了显著抑制，还显著延长了小鼠的生存期（Figure 5a-d）。由于黑色素瘤具有高转移性和复发性，为了探究疫苗注射能否为小鼠提供长效的保护效果，在第28天，作者对VLP-ArMan-OvaI/II组的存活小鼠再次接种B16F10-OVA细胞（Figure 5f）。未免疫组的小鼠很快长出肿瘤，而VLP-ArMan-OvaI/II组的小鼠则几乎没有肿瘤复发（Figure 5g），这表明产生了长期记忆T细胞，这些细胞能提供预防性免疫，对抗癌症复发。

        最后，作者还通过分析接种疫苗的小鼠的抗体谱来研究体液免疫反应。血清ELISA分析显示，与免疫VLP-PE-OvaI/II的小鼠相比，接种VLP-ArMan-OvaI/II的小鼠主要诱导产生IgG2b/c抗体（IgG2c/IgG1比率> 1）（Figure 5j）。较高的IgG2c/IgG1比值表明是Th1型免疫反应，这也证明了免疫反应从体液免疫实现了向细胞免疫的转变。

Figure 5. VLP-ArMan-OvaI/II elicits therapeutic and prophylactic antitumor responses

        原文链接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsnano.4c07360

作者：汪浩

审核：李全才、邵萌

编辑：郭青云

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