朱伟教授团队在Materials Today发表论文：基于方酸酯半抗原化的全肿瘤细胞疫苗用于增强癌症免疫治疗

 近日，华南理工大学生物科学与工程学院朱伟教授联合新加坡南洋理工大学赵彦利教授在国际著名期刊Materials Today（IF=21.1）杂志上在线发表题目为“Haptenized whole tumor cell vaccines for cancer immunotherapy“的研究论文。华南理工大学生物科学与工程学院博士后陈韵为第一作者，朱伟教授和赵彦利教授为共同通讯作者。

 论文链接：

 https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S136970212600074X

图1. 利用方酸酯制备半抗原化全肿瘤细胞疫苗（SE-Vs）的策略及其优势

肿瘤疫苗通过利用机体的免疫系统，在引发肿瘤学治疗革命方面展现出巨大的潜力。其中，全肿瘤细胞疫苗（Whole Tumor Cell Vaccines, WTCVs）由于包含丰富多样的肿瘤抗原，能够激活先天免疫并随后引发抗原特异性的适应性反应，被视为极具前景的候选者。然而，在关键的临床试验中，这类疫苗仅取得了有限的客观缓解率，对改善患者生存期的作用也十分有限 。这主要归因于肿瘤细胞的免疫逃逸机制导致肿瘤抗原表达不足以及抗原递呈受阻。此外，尽管已有多种策略用于增强WTCVs的免疫原性，但其制备过程依然复杂且耗时（通常超过24小时），并且需要依赖反复冻融、紫外线或X射线照射等额外手段来消除其致瘤潜力。因此，亟需开发一种简单、安全且创新的疫苗制备方法，以增强抗原识别并解决抗原递呈缺陷的问题。

 半抗原是一类分子量通常小于1000 Da的小分子物质，其本身无法独立诱导免疫应答，但与大分子载体蛋白结合后，可显著增强免疫原性，为提升全肿瘤细胞疫苗疗效提供了重要思路。本研究中，研发团队创新性地利用方酸酯类物质对全肿瘤细胞进行半抗原化修饰，开发出制备流程极简、成本极低的新型全肿瘤细胞疫苗SE-Vs。该疫苗仅需2小时即可完成制备，单剂小鼠疫苗的化学原料成本仅约0.2美元，同时可彻底消除肿瘤细胞的致瘤潜能，诱导肿瘤细胞发生免疫原性死亡，经冻干储存7天后仍能稳定保留免疫活性，大幅突破了传统疫苗在制备周期、储存成本与有效期上的限制。

图2. 方酸酯半抗原化全肿瘤细胞疫苗（SE-Vs）的制备与表征。a) 方酸酯与细胞表面 / 胞内蛋白的氨基发生单 / 双连接反应的分子机制；b) 三种方酸酯衍生物——方酸二甲酯（Squaric Acid Dimethyl Ester, SADME）、方酸二乙酯（Squaric Acid Diethyl Ester,SADEE）、方酸二丁酯（Squaric Acid Dibutyl Ester, SADBE）修饰制备对应疫苗SADME修饰的全肿瘤细胞疫苗（SADME-haptenized Whole Tumor Cell Vaccines,SME-Vs）、SADEE 修饰的全肿瘤细胞疫苗（SADEE-haptenized Whole Tumor Cell Vaccines,SEE-Vs）、SADBE 修饰的全肿瘤细胞疫苗（SADBE-haptenized Whole Tumor Cell Vaccines, SBE-Vs）的核心流程；c-g) SE-Vs 的细胞形态、结构完整性、失活效果与致瘤性消除的相关表征结果，证实方酸酯修饰可有效保留细胞完整结构、彻底消除肿瘤细胞增殖能力。

 该研究的核心亮点包括：（1）极简制备与超高稳定性：2小时内即可完成疫苗全流程制备，无需额外灭活步骤；方酸酯的双连接反应赋予疫苗超高结构稳定性，在纯水中可保持细胞结构完整性长达100天，冻干储存7天仍能保留完整免疫活性，有效期远超已报道的同类疫苗产品；（2）高效诱导免疫原性细胞死亡：方酸酯修饰可显著提升免疫原性细胞死亡关键标志物钙网蛋白的膜外暴露水平，最高可达对照组的3.1倍，同时完整保留肿瘤特异性抗原与免疫调控相关分子，有效激活机体先天免疫应答；（3）强效促进抗原交叉呈递：半抗原化修饰可诱导接触超敏反应，构建多细胞免疫生态位，显著促进树突状细胞成熟、巨噬细胞M1型极化，其中性能最优的SBE-Vs组抗原交叉呈递效率显著高于对照组，为抗原特异性CD8+ T细胞应答的强效激活奠定了核心基础；（4）广谱通用性与高生物安全性：该策略在黑色素瘤、乳腺癌、结肠癌、肺癌等多种肿瘤细胞系中均得到充分验证，具备良好的广谱适用性；体内实验证实疫苗无明显系统毒性，治疗周期内小鼠体重保持稳定，具备优异的临床转化生物安全性。

 在对三种方酸酯衍生物修饰的疫苗进行系统性对比研究后，研究团队发现，方酸二丁酯修饰的疫苗SBE-Vs展现出最优的抗肿瘤效果。在预防性免疫实验中，SBE-Vs 对健康小鼠肿瘤发生的抑制率最高可达87.0%，可为机体提供强效的肿瘤攻击保护；在治疗性应用场景中SBE-Vs可有效诱导肿瘤消退，20%的治疗小鼠实现了至少70天的长期无瘤生存，与临床一线化疗药物阿霉素联用时，肿瘤生长抑制率可达73.1%，展现出优异的联合治疗潜力。

 这一研究成果实现了全肿瘤细胞疫苗技术的关键突破，不仅大幅简化了疫苗制备流程、降低了临床应用成本，更从机制上解决了传统全肿瘤细胞疫苗免疫原性不足、抗原呈递效率低的核心痛点，拓宽了半抗原类免疫疗法的应用边界，为临床肿瘤免疫治疗提供了全新的研究视角与候选方案，具备极高的临床转化价值与应用前景。

 该研究得到了广东省基础与应用基础研究基金、国家自然科学基金、广东省珠江人才计划、广东省引进创新创业团队计划、广东省自然科学基金、广州市科技计划项目、中央高校基本科研业务费、新加坡南洋理工大学理学院资金以及新加坡国立研究基金会等项目的共同支持。