Bioactive Materials：超分子共组装的自佐剂纤维水凝胶通过激活MyD88依赖的NF-κB信号
北京协和医学院Weiwei Wang等人在Bioactive Materials上发表题为“Supramolecular co-assembly of self-adjuvanting nanofibrious peptide hydrogel enhances cancer vaccination by activating MyD88-dependent NF-κB signaling pathway without inflammation”的研究论文，提出了一种超分子共组装策略用于设计纳米纤维水凝胶疫苗平台，获得了显著的癌症免疫治疗效果。
针对肿瘤特异性抗原的肽疫苗是一种很有前途的癌症治疗方案。然而，肽疫苗通常是低免疫原性的，导致抗肿瘤T细胞反应不佳。当前的多肽接种方法受到多肽理化易变性和疫苗配方的灵活性和可行性的挑战。在这里，针对CD8或CD4 T细胞受体的抗原表位缀合肽(ECPs)的超分子共组装被用来设计一个纳米纤维水凝胶疫苗平台。该方法提供了纳米纤维中精确可调的肽抗原负载，显著增加了树突状细胞(DC)的抗原摄取、交叉呈递和活化。小鼠免疫实验表明，共组装的肽水凝胶没有诱导局部炎症反应，而是通过激活MyD88依赖的NF-κB信号通路，显著促进了T细胞免疫应答。用共组装肽疫苗接种小鼠，可刺激增强的CD8和CD4 T细胞对抗EG.7-OVA肿瘤，无需额外的免疫佐剂或传递系统，与无佐剂肽疫苗或铝佐剂肽制剂相比，可获得更显著的癌症免疫治疗效果。总之，由三对独立的ECPs证明的肽共组装是一种简单的、可定制的、化学定义的方法，可以在自佐剂水凝胶疫苗中共同传递肽抗原，从而诱导更强的抗肿瘤T细胞反应。
利用免疫系统对抗肿瘤细胞的癌症免疫疗法正在改变癌症治疗方法。主要的免疫治疗方案包括免疫检查点封锁、疫苗接种和过继细胞转移，它们在包括黑素瘤、肾细胞癌和血液恶性肿瘤在内的一系列晚期癌症中带来了显著的临床效益。长期以来，疫苗一直被用作启动抗肿瘤T细胞免疫的一种积极方法，用于有效的癌症免疫治疗。疫苗诱导的细胞毒性T淋巴细胞能够特异性地识别、捕获和根除充分表达肿瘤抗原(TAs)的癌细胞，这将在小鼠和人类中产生持久的肿瘤抑制和延长个体存活时间。除了传统的由病毒载体、亚单位蛋白或肿瘤裂解物组成的癌症疫苗外，来自抗原表位的合成多肽作为新一代的TAs在近十年中被越来越多地采用。高度特异性的肽抗原具有极少的和必需的氨基酸序列，这是众所周知的诱导抗原特异性T细胞免疫的机制以及优越的安全性。此外，通过固相肽合成技术，肽抗原易于以低成本和大规模的方式生产。然而，目前可用的肽疫苗即使在个性化新表位的背景下仅对有限数量的患者有效。
图1 基于超分子共组装策略制备的自佐剂肽水凝胶疫苗和疫苗介导的E. G7-OVA淋巴瘤免疫治疗
目前的肽基疫苗制剂的一个主要局限性是其在体内产生抗原表位特异性效应CD8 T细胞的效力不足。最近，纳米、微观或宏观工程方法已被开发出来，以增强CD8 t细胞对肽抗原的反应强度和广度。一种常用的方法是物理地将肽抗原和佐剂配制到递送系统中，包括乳剂、脂质体、脂质纳米盘、聚合物纳米颗粒和无机支架，目的是改善树突状细胞(DC)的抗原呈递，从而增强其免疫原性效力。然而，每种具有不同理化性质的肽抗原的肽包封、递送和其他配方特性可能有显著不同，导致疫苗配方的可变性。此外，高成本、复杂的制造和交付系统的潜在安全问题可能限制这些作为疫苗接种策略的技术的临床转化。在注射部位形成的多肽疫苗库可能耗尽自身免疫系统，导致疫苗特异性CD8 T细胞免疫次优。另外，水溶性肽与疏水片段的化学偶联，包括toll样受体激动剂、脂质、双棕榈酸和自组装肽，可以触发纳米颗粒、纳米纤维或胶束结构的自组装。抗原还与一个亲脂性白蛋白结合尾连接，将白蛋白搭便车法翻译到分子肽疫苗。这些自组装疫苗的主要优点是，肽负载是精确的和化学定义的，免疫佐剂或更多的肽抗原可以共价偶联，以实现双组分共传递给DCs，这可以极大地帮助优化T细胞引物。然而，这些方法受到广泛可行性的高度限制。疏水载体只能以化学方式附着水溶性肽抗原，不能在疫苗中灵活调节单个抗原的含量，不利于疫苗成分的调节。此外，自组装肽疫苗诱导T细胞应答的潜在细胞信号通路仍有待证实。
为了应对这些挑战，我们开发了一种独特的肽疫苗平台，通过两个完全合成的ECPs的超分子共组装，理想地使具有明确纳米纤维结构的共组装水凝胶疫苗能够方便和精确地装载表位。疫苗的共同组装是通过简单地将两个ECPs以模块化、泛化和定量的方式混合在水中而产生的，这可能克服了目前基于二价或多价肽的疫苗的制造和配方限制。特别,抗原表位定位CD8和CD4 Tcell抗原受体被用作模型。基于生产的CD4 T细胞不仅可以帮助启动CD8 T细胞,但也与他们合作在肿瘤部位保持一个有效的抗肿瘤反应。共组装水凝胶疫苗表现出良好的自佐剂特性，在体内极大地促进了DC的成熟和后续T细胞的启动。在患有E.G7-OVA淋巴瘤的小鼠中，与包括无抗体或铝佐剂表位疫苗的疫苗配方相比，共同组装肽水凝胶作为疫苗接种策略显著增加了肿瘤部位CD4和CD8 T细胞的数量。从而提高免疫治疗的疗效。此外，我们证实了共组装肽疫苗通过激活树突状细胞中MyD88依赖的NF-κB信号通路诱导T细胞免疫，而不诱导局部炎症反应。
