2026 年 3 月 3 日,北京大学药学院汪贻广教授、张强院士和陈斌龙副研究员作为共同通讯作者(陈斌龙、万方劼为论文共同第一作者),在 Nature 子刊 Nature Materials 上发表了题为:In situ-generated vaccine-like pyroptosome for personalized cancer immunotherapy 的研究论文。
北京大学药学院汪贻广教授、张强院士和陈斌龙副研究员团队在《自然·材料》(Nature Materials)上发表了题为《原位生成的疫苗样焦亡体用于个性化癌症免疫治疗》的研究论文。这项研究针对当前个性化癌症疫苗制备复杂、成本高昂的临床痛点,提出了一种颠覆性的“原位疫苗”策略。该策略通过系统注射一种名为SPEN的纳米佐剂,直接在肿瘤内部诱导细胞发生焦亡,从而将肿瘤本身转化为一个巨大的“疫苗工厂”,实现了高效、低成本的个性化免疫治疗。
一、 研究背景:癌症免疫治疗的“最后一公里”难题
癌症免疫治疗的核心在于激活人体自身的免疫系统去识别并攻击癌细胞。其中,癌症-免疫循环(Cancer-Immunity Cycle, CIC)是决定疗效的关键。这个循环包括肿瘤抗原释放、抗原呈递细胞(APC)激活、T细胞浸润等多个环节。然而,在临床实践中,许多肿瘤(尤其是“冷肿瘤”)由于缺乏足够的免疫原性,无法有效启动这一循环。
个性化新抗原疫苗(如mRNA疫苗)虽然能针对患者独特的肿瘤突变进行定制,但其开发过程极其繁琐且昂贵,涉及基因测序、抗原预测、体外合成等多个步骤,严重限制了其广泛应用。因此,如何利用患者自身的肿瘤组织,在体内直接生成“疫苗”,成为学界追求的理想目标。
二、 核心创新:从“焦亡”到“疫苗”
该研究的核心突破在于巧妙利用了细胞焦亡(Pyroptosis)这一特殊的细胞死亡方式。与传统的细胞凋亡(Apoptosis)不同,焦亡是一种促炎性的程序性细胞死亡。当细胞发生焦亡时,细胞膜会形成孔洞,导致细胞肿胀破裂,并释放出大量的肿瘤抗原和损伤相关分子模式(DAMPs),这些物质能强烈激活免疫系统。
研究团队设计了一种名为SPEN(焦亡激活型纳米佐剂)的智能纳米材料。SPEN具有两大核心功能:
精准诱导焦亡:SPEN能够特异性地靶向肿瘤细胞的早期内吞体。通过激活内吞体膜上的磷脂酶C(PLC)信号通路,进而切割GSDME蛋白,在肿瘤细胞膜上打孔,诱导其发生焦亡。
原位释放佐剂:在诱导焦亡的同时,SPEN还能在“正确的时间”和“正确的位置”释放TLR7/8激动剂(一种强效的免疫佐剂)。这种时空同步的释放,确保了抗原和佐剂同时作用于免疫细胞,避免了传统疫苗中抗原与佐剂分离导致的免疫激活效率低下问题。
三、 作用机制:肿瘤如何变成“疫苗”?
SPEN进入肿瘤微环境后,通过以下步骤将肿瘤转化为“原位疫苗”:
抗原释放:SPEN诱导肿瘤细胞发生焦亡,细胞破裂后释放出包含肿瘤新抗原的“焦亡小体”(Pyroptosome)。这些焦亡小体富含肿瘤特异性抗原,是启动免疫反应的“弹药”。
免疫激活:释放的TLR7/8激动剂迅速激活肿瘤内的树突状细胞(DC),使其成熟。成熟的DC细胞捕获焦亡小体中的抗原,并将其呈递给T细胞。
T细胞杀伤:被激活的T细胞大量增殖并浸润肿瘤,形成强大的杀伤效应,不仅清除原发肿瘤,还能抑制远端转移灶的生长。
四、 技术优势与临床意义
这项研究在技术上实现了三大突破:
个性化:无需体外制备,直接利用患者自身的肿瘤抗原,实现了“一人一策”的个性化治疗,且成本远低于mRNA疫苗。
高效性:通过焦亡释放的抗原量远大于凋亡,且SPEN的时空同步释放机制极大提升了免疫激活效率。
安全性:SPEN具有肿瘤靶向性,能够避免对正常组织的脱靶损伤,解决了传统焦亡诱导剂易引发全身炎症风暴的难题。
五、 总结与展望
北京大学药学院团队的这项研究,将纳米技术、细胞死亡机制与免疫治疗深度融合,开创了一种全新的癌症治疗范式。通过“以毒攻毒”,将肿瘤本身转化为治疗自身的武器,为攻克实体瘤提供了极具前景的解决方案。这一策略不仅适用于原发性肿瘤,未来还有望与免疫检查点抑制剂(如PD-1抗体)联用,治疗晚期转移性癌症,具有巨大的临床转化潜力。



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