对抗癌症的理想免疫疗法是可以操纵免疫系统有效消除恶性细胞。然而，癌症疫苗的抗肿瘤功效不高，部分是由于抗原和佐剂在时空上协调免疫反应的转运不足。这些功能性元素在所需作用部位的可控释放仍然是一个主要障碍。尽管在该领域已经取得了一些进展，但要准确分配剂量和按需释放疫苗，要有效地运送疫苗是极具挑战性的。基于可编程分子系统的结构明确的递送平台的开发在癌症疫苗接种方面具有巨大潜力。
最近，国家纳米科学中心丁宝全、聂广军等在Nature Marterials在线发表题为“A DNA nanodevice-based vaccine for cancer immunotherapy”的研究论文，该研究描述了一种DNA纳米装置疫苗，该疫苗是通过在管状DNA纳米结构的内腔内精确组装两种类型的分子佐剂和抗原肽而产生的，该疫苗可以在亚细胞环境中激活以触发T细胞活化和癌细胞的细胞毒性 。低pH响应性DNA“锁链”在纳米结构外部的整合使疫苗能够在抗原呈递细胞的溶酶体中开放，从而暴露佐剂和抗原以激活强烈的免疫反应。DNA纳米装置疫苗引发了强大的抗原特异性T细胞反应，随后在小鼠癌症模型中使肿瘤消退。纳米装置疫苗接种产生了长期的T细胞反应，可有效保护小鼠免受肿瘤再攻击。
癌症疫苗治疗中的主要挑战是有效递送抗原和佐剂以刺激可控的强大的肿瘤特异性T细胞反应。一种最近开发的方法是合理设计和生产具有受控大小，形状和刺激响应性的DNA纳米结构，作为精确分子递送的平台。
研究人员设计了一种DNA机器人纳米结构，既可以保护抗原/佐剂有效载荷免受细胞外核糖核酸的干扰，又可以介导其有效转运至引流淋巴结（dLNs）。抗原（肽）和Toll样受体（TLR）激动剂（双链RNA（dsRNA）和CpG DNA）可以安排在具有精确控制成分的DNA纳米装置上。当位于dLN抗原呈递细胞（APC）内时，由于共装配的pH响应DNA锁，纳米装置被触发以在其亚细胞功能位点机械暴露抗原和佐剂，从而导致TLR途径活化和抗原肽呈递。
使用这种纳米装置疫苗，可以引发有效的，抗原特异性的CD8 +细胞毒性T淋巴细胞（CTL）反应和体内有效的免疫介导的肿瘤消退。
DNA纳米设备用于有效的癌症免疫治疗的示意图（图源自Nature Materials ）
总而言之，该研究描述了一种利用基于DNA的纳米装置来引发针对癌症治疗的强大的肿瘤特异性免疫应答的策略。
参考消息：
https://www.nature.com/articles/s41563-020-0793-6