疫苗设计可以显著改善癌症免疫疗法

谈到纳米治疗疫苗的有效性，形状很重要。

美国西北大学的一个研究小组研究了一组球形核酸(SNAs)，以考察它们刺激抑制癌症免疫反应的潜力。通过在多个动物模型上测试一系列成分相同但结构不同的疫苗，研究人员比较了这些疫苗后发现，一种疫苗中的SNAs结构显著优于其他疫苗，而其他疫苗则从无效到几乎可以治愈。

具有优越结构的疫苗完全消除了30%的动物的肿瘤，并提高了它们从癌症中存活的总体水平。疫苗也能保护动物免受肿瘤复发。

30%的肿瘤通过刻意设计的SNA疫苗消除

西北大学的Chad A. Mirkin是这项研究的负责人之一，他说:“这项观察显示了化学结构和活性成分的三维表达在疫苗设计中的重要性。”“这一信息将帮助我们合理设计SNA疫苗，从而提高可能最强的抗癌免疫反应。有一个明确的设计策略也将加速许多类型癌症和其他潜在疾病疫苗的开发。”

这项研究将于5月6日当周在《美国国家科学院院刊》(Proceedings of The National Academy of Sciences)的网站上发表。

米尔金是西北大学温伯格艺术与科学学院的乔治·b·拉斯曼化学教授和国际纳米技术研究所所长。他与西北大学范伯格医学院医学和微生物免疫学教授张斌以及西北大学麦考密克工程学院化学和生物工程研究助理教授Andrew Lee共同领导了这项研究。

癌症免疫疗法通过人工刺激患者的免疫系统来发现并攻击疾病。到目前为止，新的免疫疗法，称为检查点抑制剂，通过释放肿瘤抑制的免疫反应来发挥作用。但它们只对某些类型的癌症和一小部分患者有效。

“另一个潜在的更有效的方法是用治疗性疫苗提高和促进免疫反应，”Lee说。“然而，这种方法需要在疫苗设计上取得突破，以释放其在临床治疗癌症方面的潜力。”

SNAs的发展可能是人们期待已久的突破。SNAs是由Mirkin发明的，是围绕纳米颗粒核心合成的球状而非线性形式的DNA和RNA。这种微小结构的直径约为50纳米，具有进入细胞(包括免疫细胞)进行靶向治疗的能力。

我们改善SNA结构的能力可以显著提高抗肿瘤免疫反应。张斌
医学教授

在这项研究中，西北大学的研究小组比较了结构不同但多肽、DNA和其他一般成分相同的SNAs。所有疫苗都包括抗原(免疫反应识别和靶向的物质)和佐剂(增强机体对抗原的免疫反应的物质)。在这种情况下，DNA是佐剂，肽是抗原。

在每一种疫苗中，唯一改变的是肽抗原的位置，肽抗原要么位于SNA的核心，要么点缀着DNA，要么附着在DNA上。这些变化导致免疫系统识别和处理分子线索的方式发生重大变化，最终影响疫苗产生的免疫反应的质量。在这项研究中，插入DNA的肽抗原表现最好。

“研究表明，SNAs和我们改善SNA结构的能力可以显著提高抗肿瘤免疫反应，”张说。“这表明我们有希望提高疫苗的性能，并最终将其用于患者护理。”

米尔金是西北大学罗伯特·h·卢里综合癌症中心的成员，并在范伯格医学院和麦考密克工程学院任职。

研究中,“理性与球面核酸疫苗,”美国国家癌症研究所支持的美国国立卫生研究院(奖U54CA199091数量),美国海军研究办公室(奖号码n00014 – 15 – 0043),前列腺癌基金会八字胡十一月基金会(奖号17 chal08),西北大学的罗伯特·h·Lurie综合癌症中心和Vannevar Bush学院奖学金计划。作者Shuya Wang和Gokay Yamankurt获得了西北大学生命过程化学博士前培训项目(奖励编号T32GM105538)的奖学金。

主题:癌症，范伯格医学院，麦考密克工程学院，纳米技术，研究，温伯格艺术与科学学院