美國哥倫比亞大學Redenti等發(fā)現(xiàn)，以益生菌作為個體化疫苗療法載體，經(jīng)合成和工程改造的大腸埃希菌Nissle 1917（Escherichia coli Nissle 1917，EcN），能作為搭載腫瘤新抗原的平臺，顯著增強疫苗療法的安全性和免疫原性，有效激活T細胞主導的全身抗腫瘤免疫應答，以此同時殺傷原發(fā)腫瘤和遠處轉(zhuǎn)移灶。（Nature. 2024年10月16日在線版）

研究者以益生菌Nissle 1917（一種非致病性的大腸桿菌）為基礎設計了腫瘤特異性的細菌疫苗，這些改造過的細菌能表達腫瘤獨特的新生抗原，引發(fā)高度靶向性的免疫刺激，既能幫助控制原位腫瘤體積，又能阻止循環(huán)系統(tǒng)中的腫瘤細胞進行轉(zhuǎn)移。

新生抗原是腫瘤治療中比較有前景的研究熱點，新生抗原有獨特的氨基酸序列，健康細胞沒有新生抗原，靶向新生抗原的藥物可避免對健康細胞帶來損傷。不同患者和不同腫瘤的新生抗原有差異，因此需要根據(jù)個體來設計相應的靶向治療，這就需要高效的新生抗原設計和生產(chǎn)平臺。而細菌恰好能承擔這一任務，細菌已成為廣泛使用的蛋白生產(chǎn)工具，可通過改造細菌的基因使其表達所需的蛋白質(zhì)，新生抗原也可以交由細菌去生產(chǎn)。

人體腸道有大量腸道菌群，有研究發(fā)現(xiàn)有些腸道菌可離開腸道到肝臟和淋巴結等部位定植和存活下來，還有一些出現(xiàn)在腫瘤內(nèi)部。有研究顯示，腫瘤中的細菌可一定程度上抑制腫瘤細胞生長，因其可刺激免疫反應的產(chǎn)生，但這種刺激往往不夠持久或引導殺滅腫瘤的效率不高。研究者從中獲得啟發(fā)，既然天然狀態(tài)下，細菌的免疫刺激不具備特異性，那么人為改造細菌使其表達腫瘤的抗原蛋白，能否使其引發(fā)靶向性免疫刺激，發(fā)揮殺傷腫瘤作用？

研究者選用了CT26小鼠結直腸癌細胞系，對其進行了外顯子與轉(zhuǎn)錄組測序。根據(jù)測序結果與現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫的比對，確認了CT26特異性的突變序列，并從中篩選出了最合適的新生抗原序列。

除了將新生抗原序列插入Nissle 1917的基因中，研究者還額外進行了一些設計，比如去除細菌的兩種蛋白酶來增加新生抗原累積，另外抑制細菌產(chǎn)生免疫逃逸的機制，讓細菌在完成任務后或找不到腫瘤時逐漸被免疫系統(tǒng)清除。

研究者嘗試將CT26腫瘤移植到小鼠皮下，一段時間后分別向腫瘤內(nèi)部注射了野生型Nissle 1917菌株，即能產(chǎn)生新生抗原的改造菌株。結果顯示，野生型菌株未展現(xiàn)出控制腫瘤生長效果，但改造菌株逐漸發(fā)揮出強大的抗腫瘤效應，與對照組相比，小鼠腫瘤體積縮小，生存期顯著延長。

腫瘤內(nèi)部有更高水平的白介素-12p70，該分子能刺激輔助T細胞1，提升免疫系統(tǒng)清除腫瘤的效率。研究者在腫瘤內(nèi)部檢測到了白介素-12p70水平顯著升高，這是TH1免疫應答被有效激活的標志，且經(jīng)改造的益生菌只會存在于腫瘤部位，在身體其他部位和血液循環(huán)中則會被快速清除，這些都說明益生菌疫苗療法成功達成了設計目標；此外，對結直腸癌細胞在肺部形成的遠處轉(zhuǎn)移灶，瘤內(nèi)注射或靜脈給藥也能實現(xiàn)有效殺傷、從而顯著延長小鼠生存。

對腫瘤內(nèi)免疫細胞動態(tài)變化的分析也證實，益生菌疫苗療法先是使腫瘤引流淋巴結（TDLNs）內(nèi)的2型經(jīng)典樹突狀細胞（cDC2s）數(shù)量大幅增加，再由它們負責呈遞新抗原，有效激活腫瘤特異性CD4+/CD8+ T細胞，主導接下來的抗腫瘤免疫應答，同時腫瘤內(nèi)的CD4+調(diào)節(jié)性T細胞和抑制性腫瘤相關巨噬細胞（TAMs）都明顯減少，符合免疫應答激活的表現(xiàn)。

研究者接下來又在轉(zhuǎn)移性黑色素瘤小鼠模型身上，重復了以上的益生菌疫苗療法制備和治療過程，證實益生菌疫苗也對黑色素瘤明確有效，那么這種療法就具有普適性，只要針對不同腫瘤、不同患者分別進行新抗原篩選和疫苗制備即可。

靜脈注射細菌疫苗也可發(fā)揮腫瘤抑制效果，研究者能在腫瘤內(nèi)部檢測到定植的Nissle 1917改造菌株，而循環(huán)系統(tǒng)中的細菌則會逐漸被清除，不會產(chǎn)生細菌感染的情況。若提前注射細菌疫苗，再進行腫瘤移植，也能阻止腫瘤發(fā)展。根據(jù)長期觀察，細菌疫苗可預防同類型腫瘤的再次生長，因此還能發(fā)揮防止腫瘤復發(fā)的作用。

研究者認為，在確認了這一流程的可行性之后，未來可為人體抗腫瘤治療提供新的手段，只需獲得患者的腫瘤樣本，即可通過基因測序找到特異性的新生抗原，構建出治療性細菌疫苗回輸患者體內(nèi)，發(fā)揮抗腫瘤效果。

（編譯 張俊熙 張銘珊）