癌细胞通过多种机制逃避免疫攻击,如降低MHC-I表达以躲避识别,招募免疫抑制细胞(如Treg、MDSC),并释放PD-L1、TGF-β等因子,共同形成免疫抑制微环境,削弱T细胞功能。同时肿瘤基因的高度不稳定性导致其抗原种类繁多、个体差异大且不断变化,难以找到通用靶点。虽然个性化“新抗原疫苗”有效,但筛选制作耗时过长会延误治疗。传统的全肿瘤细胞疫苗递呈和免疫激活效率低,临床效果不佳。因此,亟需开发能快速制备、高效激活抗肿瘤免疫的新型个性化疫苗策略。
北京大学/中国科学院大学温州研究院杨根教授团队和香港大学Feng-Ming (Spring) Kong教授团队于2025年3月在Advanced Science (IF=14.1) 上发表了题为“Fragment Autoantigens Stimulated T-Cell-Immunotherapy (FAST) as a Fast Autologous Cancer Vaccine”的文章,文章通过对肿瘤细胞进行X射线照射(12 Gy)→ 短时孵育(1/6小时) → 液氮反复冻融,7小时内制备个性化片段化自身抗原(FAs),混合佐剂CTX形成FAST疫苗。制备出的FAST疫苗可有效抑制小鼠中肿瘤的生长。该制备方法可实现“速度+疗效”双突破,为个性化肿瘤免疫治疗提供全新解决方案。
研究团队运用蛋白质组学和转录组学揭示了PI3Kδ-IFNγR是FAST疫苗激活T细胞的核心通路,为联合治疗提供靶点,同时为FAST疫苗的临床转化提供患者分层标准(如低UBE2C者优先入组)和疗效预测标志物。文章中所用蛋白质组学服务由优惠活动大厅提供。
研究思路
研究结果
1.FAST疫苗可抑制肿瘤生长、转移并延长生存时间
与对照组相比,经FAST疫苗处理的4T1肿瘤模型小鼠的肿瘤组织的体积显著减小,肿瘤转移率显著减少,生存率显著性升高,并且随着治疗次数的增加,治疗效果也显著提高。
图1 FAST疫苗抑制肿瘤生长、转移并提高疾病小鼠的生存率
2.FAST疫苗可重构肺组织以及肿瘤免疫微环境
为了阐明FAST疫苗抗肿瘤的机制,作者使用荧光流式技术对肿瘤组织进行检测,结果发现与对照组相比,FAST组中肿瘤免疫微环境以及肺部组织的CD45+、CD3+T、CD8+T以及CD4+T cells的占比是显著性升高的,而抑制性T细胞则是显著性降低的。为了阐明CD4 T/CD8 T cells在其中发挥的作用,作者通过特异性耗竭CD8+ T细胞或CD4+ T细胞,发现FAST疫苗抑制肿瘤生长的效应被消除,证实其疗效依赖于CD4+和CD8+ T细胞的浸润。
图2 FAST疫苗重塑肿瘤免疫微环境
3.FA促进释放DAMPs并激活DC-T细胞轴
FAST疫苗为什么会促进T cells的浸润?作者通过ELISA对冷冻消融前受辐射细胞悬液中的损伤相关分子模式(DAMPs)进行检测,结果发现FA处理组中钙网蛋白(CRT)、dsDNA、ATP及HMGB1等DAMPs显著性升高。这些DAMPs通过模式识别受体(PRRs)有效驱动、激活并吸引树突状细胞(DCs)等抗原提呈细胞,进而将肿瘤抗原提呈给NK和T细胞,促进细胞因子释放,激活特异性抗肿瘤免疫反应,进而促进T cells的浸润。
图3 FA促进释放DAMPs并激活DC-T细胞轴
4.蛋白质组学揭示FAST疫苗激活免疫应答的分子机制:PI3Kδ-IFNγR轴
为了揭示FAST疫苗激活免疫应答的分子机制,作者通过对接受FAST疫苗治疗和未接受治疗的小鼠肿瘤进行了蛋白质组学检测。蛋白质组学分析发现,FAST处理组中PI3Kδ与IFNγR蛋白表达显著高于对照组。进一步的蛋白互作网络分析确认PI3Kδ与IFNγR处于互作核心。体内功能实验结合TIGER数据库分析表明,高表达PI3Kδ/IFNγR的患者对免疫治疗响应更佳;反之,抑制PI3Kδ或IFNγR会显著拮抗FAST疫苗的抑瘤效果,明确PI3Kδ-IFNγR轴是FAST疫苗疗效的关键通路。
图4 FAST治疗所引发的免疫反应的分子机制
5.FA促进上调的肿瘤抗原UBE2C或可作为临床预后标志物
为了确定与FA相关的潜在肿瘤抗原,并评估其在FAST疫苗处理过的小鼠肿瘤中的有效性,作者进行了全面的蛋白质组学和转录组学分析。目的是确定由于FA构建过程而上调的蛋白质。研究人员筛选出在FA处理后同步显著上调(表达量前50%)的20个肿瘤抗原。基于TCGA临床数据库分析,确定泛素结合酶E2C(UBE2C)为高风险预后标志物,同时也是FAST疫苗的潜在作用靶点。这表明FAST疫苗不仅是一个治疗平台,更是一个高效的“抗原发现系统”,通过诱导应激性抗原暴露,为开发个性化免疫治疗新靶点提供了新途径。
图5 FA上调的肿瘤抗原或可作为临床预后标志物
6.FAST疫苗在临床前治疗场景中展现出相对更大的潜力
为了评估FAST疫苗的临床应用潜力,研究人员在相同动物模型中将FAST疫苗与三类最新的肿瘤疫苗进行横向比较。结果显示,FAST疫苗凭借其极速制备(7小时)、高效免疫原性及优异的转移灶控制能力,展现出成为新一代最具转化潜力的全肿瘤细胞疫苗的突出优势。
图6 FAST疫苗在临床前治疗场景中展现出更大的潜力
研究结论
通过物理处理(放疗+冻融)→ 动物模型验证 → 免疫机制解析 → 临床前横向对比 的递进研究方法,该研究证明:
(1)FAST疫苗是迄今最快的个性化TCV(7小时完成制备);
(2)其疗效源于DAMPs释放激活DC-T细胞,T细胞活化激活PI3Kδ-IFNγR轴,协同放大免疫应答,抑制肿瘤生长;
(3)三次注射可诱导免疫记忆,实现持久肿瘤控制。
方法学创新(物理替代基因工程)与机制深度(从细胞到通路)共同支撑了FAST疫苗的转化潜力。
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