2020年2月28日，《自然·通讯》在线发表了18luck新利电竞
武汉光电国家研究中心张智红教授课题组的最新研究成果“蜂毒肽-脂质纳米颗粒靶向淋巴结并引发系统性抗肿瘤免疫反应”（Melittin-lipid nanoparticles target to lymph nodes and elicit a systemic anti-tumor immune response, Nature Communications, 11, 1110, 2020. DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-020-14906-9）。该论文被Nature Communications编辑选为当月Therapeutics专题的亮点研究予以推荐。
蜂毒肽（melittin）是一种极具抗癌潜力的细胞毒性多肽，通过与肿瘤细胞膜结合，破坏其稳定性，可诱导全肿瘤细胞抗原的释放。作为一种宿主防御性多肽，蜂毒肽同时也具有多种多样的免疫调节效应，但是静脉给药时具有极强的溶血副作用，而皮下注射时由于其极低的分子量（2840 Da）易入血并被肾脏快速清除，难以聚集到免疫器官（如淋巴结）内发挥其免疫调节作用。张智红教授课题组前期已经成功地将melittin装载到仿高密度脂蛋白（HDL）的多肽-脂质纳米载体上，获得超小粒径（~20 nm）的蜂毒脂质纳米颗粒（α-melittin-NP），有效地解决了其在体内运输中存在的毒副作用，为研究α-melittin-NP的免疫刺激效应及抗肿瘤作用奠定了基础。为了进一步探索α-melittin-NP在肿瘤疫苗方面的应用，张智红教授带领博士生余祥和戴艳锋等人，经过四年不断摸索研究，最终发展了一种可诱导全肿瘤细胞抗原释放的淋巴结靶向纳米疫苗。α-melittin-NP经瘤内注射后，通过“一石二鸟”机制，既作用于肿瘤细胞以释放全抗原，又靶向淋巴结以激活抗原提呈细胞（APC），从而诱导机体产生系统性的抗肿瘤免疫反应，成功地抑制肿瘤生长甚至清除肿瘤（图1）。
图1：α-melittin-NP诱导的系统性抗肿瘤免疫反应机制示意图
为了验证α-melittin-NP诱导全肿瘤细胞抗原释放的能力，作者借助于实时动态成像的方法，在体外对肿瘤细胞mAmetrine-B16F10进行了长时程动态成像。结果显示α-melittin-NP处理后，mAmetrine-B16F10的荧光蛋白信号快速减弱乃至消失，同时碘化丙啶（PI）阳性信号出现（图2a）。瘤内注射α-melittin-NP后，肿瘤组织切片的荧光成像结果显示，α-melittin-NP能够诱导模式抗原tfRFP原位释放，进一步证实了α-melittin-NP具有在体诱导肿瘤细胞死亡进而释放细胞内抗原的能力（图2b）。在验证了α-melittin-NP对肿瘤细胞的直接作用之后，接下来研究其对淋巴结的靶向免疫调节作用。宽场成像结果显示，α-melittin-NP尾根部皮下注射后3 h即可引流至腹股沟及腋下淋巴结，而游离melittin难以探测到（图2c）。共聚焦成像及流式实验均证实，α-melittin-NP被巨噬细胞和DC吞噬，并且上调CD80和CD86等共刺激分子表达，激活淋巴结内APC，重塑淋巴微环境（图2d, e）。
图 2：α-melittin-NP诱导全肿瘤细胞抗原释放及APC激活。（a）肿瘤细胞的实时动态成像，青色：mAmetrine-B16F10细胞，红色：碘化丙啶（PI）。（b）肿瘤组织切片的免疫荧光成像，红色：tfRFP-B16F10细胞，绿色：TUNEL。（c）宽场成像观察α-melittin-NP的淋巴结靶向性，ILN：腹股沟淋巴结，ALN：腋下淋巴结。（d）淋巴结切片的免疫荧光成像，蓝色：巨噬细胞，洋红：树突状细胞，绿色：FITC标记的纳米颗粒或melittin。（e）流式检测淋巴结APC活化。比例尺：10 μm。
在确证了α-melittin-NP具有释放全肿瘤细胞抗原和重塑淋巴微环境的能力之后，作者在C57BL/6小鼠上建立双侧黑色素瘤模型，在体验证其肿瘤疫苗效果。如图3a所示，左侧肿瘤作为肿瘤抗原池，右侧肿瘤用来观察疫苗诱导的系统性抗肿瘤效应。结果表明，左侧瘤内注射α-melittin-NP可以导致92%的右侧（远位）肿瘤生长抑制，其中50%肿瘤完全消退（图 3b,c）。免疫学机制研究结果显示，瘤内注射α-melittin-NP，可诱导引流淋巴结内的肿瘤特异性IFN-γ+ CD8+T细胞比率明显升高，是PBS组的12.2倍和melittin组的3.3倍（图 3d）；可诱导远位肿瘤内的趋化因子CCL3-4、CXCL10、CCL22、CXCL5和炎症因子TNF-α、IL-β、IL-1α、IL-6上调，以及大量的CD4+ T和CD8+ T细胞浸润（图 3e）。
该研究所发展的瘤内注射α-melittin-NP产生淋巴结靶向肿瘤疫苗的新策略，打破了肿瘤疫苗需要使用肿瘤相关抗原或者新生抗原的限制，且无需免疫佐剂，还具有制备与操作简单、生物相容性好、安全有效和不受个体限制等诸多优点，具有很好的临床应用前景。研究工作得到了国家杰出青年科学基金（81625012）、国家自然科学基金委员会创新研究群体科学基金（61721092）和中央高校基本科研业务费专项资金（2019kfyXMBZ022）等项目的资助。张智红教授为论文通讯作者，博士研究生余祥和戴艳锋为共同第一作者，骆清铭院士、祁淑红博后和博士生赵一帆、刘磊、卢利森作为共同作者参与相关工作。
全文链接： https://www.nature.com/articles/s41467-020-14906-9
图 3：α-melittin-NP诱导的肿瘤疫苗效应及机制。（a）治疗方案。（b）远位肿瘤生长曲线。（c）远位肿瘤无瘤比例。（d）全肿瘤细胞抗原特异性的细胞免疫应答。（e）远位肿瘤的免疫细胞浸润，红色：tfRFP-B16F10细胞，蓝色：CD4+ T 细胞，绿色：CD8+ T 细胞，比例尺：20 μm。
