癌癥治療新技術(shù)：iVAC疫苗腫瘤內(nèi)重編程癌細(xì)胞的介紹

2026年1月7日，深圳灣實(shí)驗(yàn)室/北京大學(xué)陳鵬/張衡團(tuán)隊(duì)聯(lián)合席建忠課題組在Nature上發(fā)表題為Intratumoural vaccination via checkpoint degradation-coupled antigen presentation的研究論文。

該團(tuán)隊(duì)在前期系統(tǒng)發(fā)展膜蛋白靶向降解（meTPD）技術(shù)體系的基礎(chǔ)上，著眼于將蛋白降解途徑與抗原呈遞通路在癌細(xì)胞內(nèi)緊密耦合，在解除免疫“剎車”的同時(shí)，將腫瘤細(xì)胞從“被攻擊目標(biāo)”轉(zhuǎn)變?yōu)?ldquo;免疫啟動(dòng)者”，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的“原位疫苗接種”。這種以腫瘤為出發(fā)點(diǎn)的“降解型疫苗”為克服癌癥的免疫耐受提供了新的解決策略。

腫瘤利用各種機(jī)制來降低免疫原性和逃避免疫監(jiān)視，包括抑制性檢查點(diǎn)蛋白的過表達(dá)、新抗原編輯和抗原呈遞損傷。恢復(fù)抗腫瘤免疫從根本上取決于通過增強(qiáng)腫瘤抗原呈遞來補(bǔ)充和激活腫瘤反應(yīng)性T細(xì)胞。免疫檢查點(diǎn)阻斷療法已經(jīng)改變了癌癥治療;然而，由于腫瘤特異性細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞（CTL）的缺陷或功能障礙，應(yīng)答率仍然有限。盡管過繼性T細(xì)胞轉(zhuǎn)移和癌癥疫苗已被設(shè)計(jì)成增加CTL存在并支持抗腫瘤應(yīng)答，但疫苗誘導(dǎo)的CTL經(jīng)常屈服于腫瘤微環(huán)境（TME）內(nèi)的免疫抑制條件，需要與其他療法聯(lián)合使用。一種能夠在生成期和效應(yīng)期同時(shí)補(bǔ)充并重新激活瘤內(nèi)T細(xì)胞的整合性疫苗接種策略，仍然是非常必要但具有挑戰(zhàn)性的。

受細(xì)胞重編程的啟發(fā)，研究者認(rèn)為將細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)降解機(jī)制與外源抗原加工和呈遞相結(jié)合，可以賦予腫瘤細(xì)胞APC樣功能，并可以之作為瘤內(nèi)T細(xì)胞補(bǔ)充的疫苗接種靶點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)這一策略，他們建立了一種利用腫瘤內(nèi)疫苗嵌合體（iVAC）進(jìn)行免疫原性重編程的方法，以強(qiáng)制腫瘤細(xì)胞進(jìn)行抗原呈遞。這將利用免疫檢查點(diǎn)蛋白降解來同時(shí)減輕免疫抑制，并通過重塑的TME增強(qiáng)腫瘤抗原性，最終實(shí)現(xiàn)腫瘤特異性T細(xì)胞激活和持久的治療效果。
 

圖1 瘤內(nèi)疫苗嵌合體iVAC同時(shí)實(shí)現(xiàn)“免疫檢查點(diǎn)降解”和“高質(zhì)量抗原遞送”

iVAC的設(shè)計(jì)和確認(rèn)：
為了克服用轉(zhuǎn)錄因子進(jìn)行細(xì)胞命運(yùn)重編程的時(shí)間密集性，研究者們基于優(yōu)化的GlueBody 2（共價(jià)納米抗體），通過共價(jià)結(jié)合并降解PD-L1，同時(shí)將外源抗原肽導(dǎo)入腫瘤細(xì)胞，通過連接子與細(xì)胞穿膜肽（CPP）及抗原肽（如OVA）相連，使其獲得APC樣功能，從而在腫瘤微環(huán)境（TME）中原位激活旁觀者T細(xì)胞，以恢復(fù)腫瘤免疫原性并增強(qiáng)腫瘤治療。在基于hPD-L1人源化小鼠構(gòu)建的腫瘤模型中注射熒光標(biāo)記的iVAC后，其在腫瘤部位有顯著且持久的滯留，而在其他器官分布很少，顯示出良好的腫瘤靶向性和安全性。

圖2 iVAC的設(shè)計(jì)和開發(fā)，通過檢查點(diǎn)降解偶聯(lián)抗原呈遞恢復(fù)免疫原性

iVAC促進(jìn)腫瘤交叉呈遞：
研究者們接下來研究了iVAC介導(dǎo)的抗原在細(xì)胞表面作為pMHC-I復(fù)合物呈遞的機(jī)制。通過質(zhì)譜分析，直接鑒定出iVAC處理的MC38細(xì)胞表面MHC-I分子上呈遞了高豐度的OVApep，證明iVAC促進(jìn)腫瘤細(xì)胞抗原快速攝取和呈遞的潛力。進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)表明，培養(yǎng)基中的OVApep在所有條件下都形成pMHC-I復(fù)合物，且呈遞隨時(shí)間持續(xù)積累。為了描述APC樣交叉呈遞如何在腫瘤細(xì)胞中起作用，研究者們利用藥理學(xué)抑制和亞細(xì)胞抗原追蹤來監(jiān)測(cè)，結(jié)果表明，該過程依賴于溶酶體-內(nèi)質(zhì)網(wǎng)-高爾基體通路及穿孔素2介導(dǎo)的溶酶體逃逸，屬于主動(dòng)的細(xì)胞內(nèi)加工。此外，iVAC可以上調(diào)腫瘤細(xì)胞的MHC-I表達(dá)及抗原加工相關(guān)基因的表達(dá)、激活干擾素和STING信號(hào)通路、顯著增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞的免疫原性，使其獲得類似抗原呈遞細(xì)胞的功能特性。
 

圖3 iVAC直接刺激腫瘤細(xì)胞中的抗原攝取、加工和呈遞

APC樣腫瘤細(xì)胞具有免疫原性：
為了確定iVAC重編程的APC樣腫瘤細(xì)胞是否表現(xiàn)出改善的免疫原性以激活T細(xì)胞，研究者們將腫瘤細(xì)胞與iVAC共孵育，再與用OVA肽預(yù)激活并保持在記憶狀態(tài)的OT-I CD8⁺ T細(xì)胞共培養(yǎng)。12小時(shí)后，重編程的APC樣腫瘤細(xì)胞顯示出PD-L1水平降低和MHC-I表達(dá)增加，表明其免疫原性增強(qiáng)。而與OT-I記憶T細(xì)胞共培養(yǎng)48小時(shí)，其增殖、CD25/CD69/CD44、GZMB/穿孔素及IFN-γ/TNF分泌均達(dá)BMDC水平，殺傷效率遠(yuǎn)超游離肽。這些結(jié)果凸顯了檢查點(diǎn)降解嵌合體遞送外源抗原的潛力、以及將腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)化為能夠重定向OVA特異性T細(xì)胞以殺傷腫瘤細(xì)胞的APC樣實(shí)體的潛力。
 

圖4 iVAC重編程腫瘤細(xì)胞顯示免疫原性

iVAC可誘發(fā)持久的抗腫瘤應(yīng)答：
接下來研究者們?cè)u(píng)估了iVAC的體內(nèi)功效。為了產(chǎn)生用于原位APC樣重編程的OVA特異性駐留T細(xì)胞，在接種hPD-L1/MC38腫瘤之前，用OVA肽對(duì)PD-L1人源化C57BL/6J小鼠進(jìn)行預(yù)免疫。與單獨(dú)使用OVA肽相比，瘤內(nèi)注射iVAC顯著抑制了腫瘤生長(zhǎng)，并且iVAC治療治愈了該組所有小鼠的腫瘤，在治療后很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)都未檢測(cè)到腫瘤。無瘤小鼠能夠抵抗hPD-L1/MC38腫瘤的再次攻擊，這表明iVAC誘導(dǎo)了持久的、腫瘤特異性的免疫。研究者們還發(fā)現(xiàn)：iVAC治療減少了免疫抑制性CD4⁺調(diào)節(jié)性T細(xì)胞，同時(shí)可以顯著增加促炎的M1巨噬細(xì)胞，并減少了抗炎的M2巨噬細(xì)胞，促進(jìn)了抗腫瘤免疫；在脾臟中，iVAC治療不僅放大了對(duì)OVA肽的預(yù)存反應(yīng)，還誘導(dǎo)了對(duì)MC38腫瘤抗原的免疫反應(yīng)。這些發(fā)現(xiàn)表明，iVAC重編程APC樣腫瘤細(xì)胞以增強(qiáng)抗原呈遞，重新激活駐留T細(xì)胞，重塑TME并建立持久的、腫瘤特異性的免疫。

圖5 APC樣腫瘤細(xì)胞重塑TME并誘導(dǎo)體內(nèi)持久的腫瘤特異性反應(yīng)。

iVAC重編程人類癌細(xì)胞：
為驗(yàn)證策略通用性，研究人員檢測(cè)了iVAC能否重編程人乳腺癌MDA-MB-231細(xì)胞并激活對(duì)應(yīng)人T細(xì)胞。由于CMV的高流行率和大量的CMV特異性腫瘤駐留記憶T細(xì)胞，他們讓iVAC負(fù)載了免疫優(yōu)勢(shì)CMV pp65肽抗原，構(gòu)建了iVAC-CMV。免疫肽組學(xué)顯示，iVAC-CMV處理的MDA細(xì)胞表面HLA復(fù)合物高效呈遞外源NLV肽，親和力增強(qiáng)，并獲得了APC樣特征；同時(shí)內(nèi)源TP53BP、PGAP6等抗原也得到了顯著的呈遞。此外，體外細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步表明，與單獨(dú)PD-L1降解相比，iVAC誘導(dǎo)的檢查點(diǎn)降解耦合抗原呈遞導(dǎo)致了更強(qiáng)的腫瘤殺傷。最后，在人源化小鼠模型中，與對(duì)照組和PD-L1降解劑組相比，用iVAC處理的共接種的MDA細(xì)胞和PBMCs顯著減緩了腫瘤生長(zhǎng)。這些結(jié)果突顯了iVAC在賦予腫瘤細(xì)胞APC樣特性的同時(shí)克服免疫檢查點(diǎn)抑制的治療前景。

圖6 iVAC增強(qiáng)CMV特異性T細(xì)胞在人源化小鼠模型中的抗腫瘤活性。

在患者源性腫瘤模型中的療效：
為了在臨床相關(guān)環(huán)境中評(píng)估iVAC，研究者們使用了一個(gè)新近建立的患者來源腫瘤樣細(xì)胞簇系統(tǒng)，可較為準(zhǔn)確地指引原發(fā)腫瘤的關(guān)鍵基因組、再現(xiàn)和藥物反應(yīng)特征。研究者們關(guān)注了中國(guó)人群中最常見的三種HLA等位基因，我們從CMV、EBV和流感病毒中選擇了21個(gè)表位肽，每種HLA等位基因特異性選擇了7個(gè)肽，旨在通過量化每個(gè)肽刺激后IFNγ的分泌來驗(yàn)證28名表達(dá)這些等位基因的腫瘤患者中病毒特異性T細(xì)胞的反應(yīng)比例。他們用28例患者PTC模型測(cè)試HLA配對(duì)iVAC，總反應(yīng)率為61%；HLA-A*02:01組達(dá)69%。iVAC可顯著擴(kuò)增瘤內(nèi)CMV-CTL、提升IFN-γ/TNF，降低上皮密度。最后，研究者們進(jìn)一步檢查了腫瘤細(xì)胞PD-L1表達(dá)水平與iVAC療效之間的相關(guān)性，結(jié)果表明PD-L1表達(dá)升高與治療反應(yīng)增強(qiáng)相關(guān)。這些結(jié)果證實(shí)，iVAC能有效重定向病毒抗原反應(yīng)性T細(xì)胞以消除腫瘤細(xì)胞，在臨床相關(guān)環(huán)境中顯示出強(qiáng)大的抗腫瘤活性和治療潛力。

圖7 iVAC觸發(fā)病毒特異性T細(xì)胞重定向，在患者源性腫瘤模式中具有有效的人類腫瘤抑制作用

總的來說，以往的研究表明，細(xì)胞重編程策略為癌癥治療帶來了希望，研究者們可以通過轉(zhuǎn)錄重編程降低其致瘤性。然而這些方法的轉(zhuǎn)化效率通常較低，限制了其臨床應(yīng)用。最近的研究通過操縱轉(zhuǎn)錄因子將腫瘤細(xì)胞重編程為巨噬細(xì)胞或樹突狀細(xì)胞，增強(qiáng)了抗原呈遞和CD8⁺ T細(xì)胞激活。但病毒載體而存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)，并且表觀遺傳重編程的過程緩慢且不同步。作為替代，此研究基于靶向膜蛋白降解的化學(xué)重編程方法，在蛋白質(zhì)和免疫肽組水平上快速增強(qiáng)了腫瘤免疫原性。通過直接在腫瘤床內(nèi)啟動(dòng)癌細(xì)胞的APC樣重塑，iVAC可能為在不同患者群體中原位激活抗腫瘤免疫提供一個(gè)通用平臺(tái)。

參考文獻(xiàn)：
[1]Han Y, Ma Y, Pei M, Yin S, Wang J, Guo L, Fang Y, Guo W, Deng C, Zhao S, Lu X, Xi JJ, Zhang H, Chen PR. Intratumoural vaccination via checkpoint degradation-coupled antigen presentation. Nature. 2026 Jan 7. doi: 10.1038/s41586-025-09903-1. Epub ahead of print. PMID: 41501465.