腫瘤疫苗是指利用腫瘤抗原，通過主動免疫方式誘導機體產生特異性抗腫瘤效應，激發機體自身的免疫保護機制，達到治療腫瘤或預防腫瘤發生的作用。盡管基于疫苗的抗腫瘤療法有優越的理論基礎，但目前未能達到令人滿意的臨床治療效果。其中，提高疫苗的免疫刺激效率是腫瘤免疫治療領域的重要研究方向之一。
中國科學院國家納米科學中心王海研究團隊構建了一種高效、可直接呈遞主要組織相容性復合體（MHC）-腫瘤抗原給T細胞的納米樹突狀細胞（DC）疫苗。該研究通過體外控制刺激條件的方式，將小鼠體內提取并誘導出的骨髓來源樹突狀細胞（BMDCs）和腫瘤細胞-細菌融合材料共孵育，以此得到包含MHC-腫瘤抗原復合物的個性化DC疫苗。研究將提取包含有個性化MHC-腫瘤抗原復合體和共刺激因子（CD80/86）的細胞膜包覆在葉酸-鐵離子自組裝的樹突狀納米顆粒上，以此構建得到可直接刺激T細胞誘導特異性腫瘤免疫反應的納米DC疫苗。實驗結果表明，該納米DC呈現顯著淋巴結歸巢能力和誘導特異性細胞免疫效果，在體內有效抑制了腫瘤生長和轉移灶形成，且誘導了記憶T細胞的長期免疫保護，有望用于個性化腫瘤免疫治療。相關成果以Direct Presentation of Tumor-Associated Antigens to Induce Adaptive Immunity by Personalized Dendritic Cell-Mimicking Nanovaccines為題，發表在Advanced Materials上。
mRNA技術可通過人體細胞的蛋白質合成系統合成出特異性的腫瘤抗原，以誘導免疫反應從而特異性的攻擊腫瘤細胞，因此，mRNA腫瘤疫苗成為個性化免疫治療的另一重要策略。脂質納米顆粒（LNPs）作為非病毒遞送載體將mRNA遞送至胞質，而目前mRNA-LNPs疫苗的超低溫儲存和運輸阻礙了其臨床應用。為了提高mRNA-LNPs疫苗的熱穩定性和對免疫系統刺激的持久性，科研團隊采用一種可變形的水凝膠-LNPs系統（HA-mRLNPs），可在室溫下存儲mRNA疫苗，用于體內持久免疫治療。該工作通過構建高混合效率的微流控芯片實現封裝編碼腫瘤抗原mRNA和免疫佐劑的新型LNPs，隨后通過動態透明質酸水凝膠限制LNPs的遷移和融合以提高mRNA疫苗在室溫下的儲存時間。此外，透明質酸鏈在生理條件下是可移動的，不能永久保持凝膠狀狀態，從而可控的釋放mRNA納米疫苗，并遞送至樹突狀細胞，進而誘導抗原特異性T細胞殺傷腫瘤細胞。納米疫苗在室溫保存至少14天后，其功能仍保持不變。本研究證明穩定和持久免疫水凝膠-LNPs體系可用于有效的腫瘤免疫治療。相關成果以Stabilizing RNA Nanovaccines with Transformable Hyaluronan Dynamic Hydrogel for Durable Cancer Immunotherapy為題，發表在Advanced Functional Materials上。
研究工作得到中科院戰略性先導科技專項、國家自然科學基金和國家納米中心啟動基金的支持。