麻省理工學院研究人員開發無害病毒平台以個性化癌症疫苗

麻省理工學院 (MIT) 的研究人員已將一種無害的病毒工程化，轉化為一個納米級傳遞平台，旨在助力個性化癌症疫苗的研發。透過控制癌症靶向蛋白在病毒上的顯示密度，團隊研製的疫苗顆粒顯著減少了小鼠的腫瘤發展。該平台使用了一種名為 M13 的改良噬菌體，這是一種感染細菌但對人類無害的病毒。它形成了一種稱為納米纖維的長線狀結構，可以覆蓋抗原，即幫助免疫系統識別特定靶標的蛋白質。

研究人員發現，調整這些抗原在病毒結構上的濃度改變了疫苗激發免疫反應的有效性。這可能使科學家能夠根據不同患者的腫瘤定製顆粒。

該研究由麻省理工學院科赫綜合癌症研究所的研究人員主導。生物工程及材料科學與工程教授 Angela Belcher 是主要作者，而研究科學家 Shengnan Huang 負責該項工作的進行。

調整抗原提高免疫反應

M13 噬菌體由一條單鏈 DNA 及其周圍的蛋白質外殼 (即殼蛋白) 組成。研究人員對一種名為 pVIII 的殼蛋白進行了修改，通過將相應的遺傳指令納入病毒，將癌症抗原附著於其表面。然而，控制抗原攜帶蛋白在病毒結構上的數量至關重要。研究人員發現，向 pVIII 蛋白添加一或兩個帶負電的氨基酸可以增加抗原的密度。他們還可以通過引入基因突變來進一步調整抗原的產量，這可以減緩抗原的產生。

利用這些技術，團隊生產了顯示模型抗原 SIINFEKL 的顆粒，抗原密度範圍從 6% 到 70% 不等。在小鼠實驗中，抗原密度為 35% 的疫苗提供的保護優於抗原密度為 6% 的疫苗。在暴露於攜帶相同抗原的黑色素瘤細胞後，接受高密度疫苗的小鼠發展腫瘤的可能性較低，且產生了更多針對癌症相關蛋白的 T 細胞。

研究人員發現，幫助激活 T 細胞的樹突細胞更有可能攝取顯示較高抗原密度的顆粒。團隊還測試了該平台，使用 ADPGK，這是一種在小鼠模型中的結腸腫瘤中特有的 neoantigen。neoantigen 是由癌細胞的變化產生的蛋白質，能幫助免疫系統區分腫瘤與健康組織。接受高密度疫苗的小鼠發展結腸腫瘤的可能性顯著降低，這表明該平台可以調整以針對不同的癌症特異性蛋白。

M13病毒的疫苗佐劑特性

該系統的另一特點是 M13 病毒可以作為自身的疫苗佐劑，這是一種增強免疫反應的物質。其單鏈 DNA 激活了一條稱為 TLR9 的通路，這有助於刺激身體的先天免疫系統。透過修改病毒的基因序列，研究人員還可以控制此佐劑的活性。這可能消除了在疫苗中添加單獨的免疫刺激成分的需求。

模組化設計支持個性化疫苗

該平台的模組化設計意味著研究人員可以用另一種抗原替換一種抗原，以針對不同類型的腫瘤。這最終可能支持針對個別患者癌症特定分子特徵的疫苗。這些發現建立在團隊早期的研究基礎上，該研究探討了使用基於 M13 的納米疫苗治療小鼠已建立的腫瘤。然而，在最新的研究中，研究人員主要測試了疫苗預防腫瘤發展的能力。這一方法仍然處於臨牀前研究階段，未來需要進一步的研究來確定它是否能安全有效地治療已確診的癌症，以及結果是否能轉化為人類應用。

該研究發表於《先進醫療材料》期刊。

個性化癌症疫苗的前景與挑戰

這項研究展示了利用無害病毒平台開發個性化癌症疫苗的潛力。透過調整抗原的濃度，研究人員能夠提升疫苗的免疫反應，這對於針對不同患者的腫瘤特徵至關重要。此外，M13病毒作為自身疫苗佐劑的特性，可能簡化疫苗的設計過程，減少對外部免疫成分的依賴。然而，這一方法仍處於臨牀前研究階段，未來需進一步探索其在臨床應用中的安全性與有效性。