近日，美国化学会旗下期刊ACS Nano（IF=17.1）在线发表了我校无涯创新学院孙进教授课题组和罗聪教授课题组的最新研究成果“Self-Adjuvanting Polyguanidine Nanovaccines for Cancer Immunotherapy”。

在新兴的肿瘤治疗策略中肿瘤疫苗因其诱导肿瘤特异性免疫反应的能力而受到关注。肿瘤疫苗通过刺激免疫细胞产生抗原特异性T细胞，增强免疫原性，抵消肿瘤诱导的免疫抑制，可控制或消除肿瘤，并最终降低癌症发病率。然而，传统的疫苗设计受到复杂性和低效性的困扰。传统的纳米疫苗需要同时加载抗原和佐剂，使设计过程变得复杂。此外，这些成分之间的物理和化学差异常常导致共递送的失败，例如发生佐剂的泄漏和抗原的失活等，这使大规模生产、除菌和储存变得复杂化。为了克服这些挑战，开发高效、多功能的肿瘤疫苗平台需要将佐剂功能集成到递送系统中，即构建自佐剂材料，以简化疫苗的设计和制备。

含胍基的材料和分子由于其强大的生物活性而在癌症治疗中引起了广泛关注。一个典型的例子是二甲双胍，作为广泛认可的抗糖尿病药物，除了其血糖调节作用外，二甲双胍还具有降低癌症发病率的能力，这是由于二甲双胍治疗会导致肿瘤微环境重新编程并增加其他治疗药物的敏感性。除了临床应用之外，含胍基生物材料还具有独特的功能。例如，胍离子在生理环境中表现出卓越的稳定性，与阴离子生物分子形成牢固的盐桥。含有多个胍基团的材料与生物分子的结合增强，使其成为多功能的载体。然而，尽管具有这些特性，但聚胍材料对免疫系统的直接影响，特别是它们作为疫苗载体的应用，仍然是一个相对未充分开发的领域，具有巨大的潜力。

课题组通过用不同的胍基基序修饰支链聚乙烯亚胺（PEI）来设计聚胍（PolyGu）自佐剂纳米疫苗载体，并使用蛋白和mRNA抗原制备纳米疫苗以探索其免疫活性。使用卵清蛋白（OVA）作为模型抗原，通过简单的混合过程制备纳米疫苗，并研究了它们对肿瘤免疫治疗的体外和体内影响。结果表明，胍修饰显着增强了PEI的安全性，有效激活树突状细胞（DC）并促进其成熟。课题组还证明这种免疫激活是由TLR4和NLRP3途径介导的。此外，多价胍纳米疫苗表现出强大的体内免疫活性。皮下注射自佐剂多价胍疫苗可在淋巴组织中有效蓄积，从而能够在免疫小鼠中特异性清除表达OVA的细胞。在B16-OVA肿瘤模型中，多价胍自佐剂疫苗和PD-L1抗体的组合显示出对B16肿瘤生长的显著抑制并延长了小鼠的存活时间。此外，课题组进一步探索了多胍材料作为mRNA疫苗载体的潜力，也取得了良好的结果。

图1.构建多胍肿瘤纳米疫苗平台，整合佐剂于疫苗递送载体。多胍纳米疫苗主要基于多价苯乙双胍（Poly-PBG），并通过TLR4和NLRP3途径激活树突状细胞，从而产生强大的体内免疫反应。它们能有效抑制肿瘤并延长小鼠的存活时间。这些多胍材料也有望增强基于mRNA的纳米疫苗，为个性化癌症疫苗建立平台。

我校博士毕业生张轩博、王开元及2023级博士研究生赵志强为论文共同第一作者，无涯创新学院孙进教授、罗聪教授及新加坡国立大学陈小元教授为共同通讯作者，我校为第一通讯单位。该研究得到了国家重点研发计划（2021YFA0909900）等项目的资助。

原文链接：https://doi.org/10.1021/acsnano.3c11637