當(dāng)前，抗原交叉提呈增強(qiáng)策略主要聚焦于組織和細(xì)胞層面的遞送，而對于亞細(xì)胞層面的精準(zhǔn)靶向和調(diào)控極少研究。

在傳統(tǒng)的以外源蛋白作為免疫原的疫苗中，進(jìn)入人體的抗原經(jīng)抗原提呈細(xì)胞吞噬后，需要先逃出溶酶體，進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，然后被轉(zhuǎn)運至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)進(jìn)行加工處理，進(jìn)而經(jīng)MHC-I分子展示在細(xì)胞表面提醒免疫系統(tǒng)。

在上述過程中，有多少抗原可以順利到達(dá)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)？到達(dá)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的抗原蛋白數(shù)量是否是抗原交叉提呈的限速步驟？這些問題目前尚不清晰。開發(fā)一種低免疫原性的高效內(nèi)質(zhì)網(wǎng)靶向分子，以精準(zhǔn)調(diào)控抗原在細(xì)胞質(zhì)中的遞送路徑，進(jìn)而提升抗原交叉提呈效率，成為當(dāng)前研究領(lǐng)域的需求和熱點之一。

北京時間2025年3月27日0點，復(fù)旦大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院陸路、姜世勃團(tuán)隊聯(lián)合中山大學(xué)附屬第一醫(yī)院王驥研究員團(tuán)隊、遼寧大學(xué)生命科學(xué)院曾穎玥副教授團(tuán)隊，在《自然》（Nature）雜志以Article形式在線發(fā)表了題為"STING agonist-based ER targeting molecules boost antigen cross-presentation"的研究論文。

該研究開發(fā)了基于干擾素基因刺激蛋白（STING）激動劑的高親和力內(nèi)質(zhì)網(wǎng)靶向分子（SABER），它能有效地將抗原在細(xì)胞內(nèi)部遞送至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，并通過折疊、重塑內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜使其聚集，形成包含膜相關(guān)蛋白酶體、STING相關(guān)抗原和抗原轉(zhuǎn)運體的“微反應(yīng)器”。此外，作者還通過腫瘤疫苗和傳染病疫苗兩種模型，證明了針對抗原交叉提呈細(xì)胞內(nèi)從細(xì)胞質(zhì)到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的“最后一公里”的精確靶向可以大幅提升疫苗免疫效果。

為抗原遞送修建“纜車”

在傳染病疫苗和癌癥免疫治療研發(fā)中，誘導(dǎo)強(qiáng)大的CD8+ T細(xì)胞免疫應(yīng)答是關(guān)鍵目標(biāo)之一。蛋白類疫苗中的免疫原主要依靠MHC-I類分子進(jìn)行抗原交叉提呈，從而有效誘發(fā)CD8+ T細(xì)胞免疫應(yīng)答。上述過程主要在樹突狀細(xì)胞（DC）的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上發(fā)生。然而，抗原交叉提呈的效率低下一直是限制疫苗效果的瓶頸之一。目前大量研究主要集中于組織和細(xì)胞層面的靶向遞送，而細(xì)胞內(nèi)部的亞細(xì)胞層面的抗原靶向遞送主要局限于促進(jìn)抗原從溶酶體逃逸。如何有效地將細(xì)胞質(zhì)中的抗原遞送至交叉提呈的主要場所——內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，一直是該領(lǐng)域內(nèi)關(guān)注的科學(xué)難題之一。

該成果是團(tuán)隊2020年合作發(fā)表于《科學(xué)》（Science）主刊的研究成果的延續(xù)，當(dāng)時的研究主要研發(fā)了基于仿生納米顆粒的新型免疫增強(qiáng)佐劑技術(shù)，為研制廣譜抗流感病毒的通用疫苗提供了新思路。打個通俗的比方，提升疫苗免疫效果好比人爬山登頂?shù)倪^程，2020年的成果聚焦于把人送達(dá)山腳下（從呼吸道遞送到肺泡上皮細(xì)胞），而此次的研究成果則進(jìn)一步提供助力，修建了一條通達(dá)山頂?shù)?ldquo;纜車”，在細(xì)胞內(nèi)部的亞細(xì)胞層面完成抗原靶向遞送（在細(xì)胞質(zhì)中高效送達(dá)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)），打通登山的“最后一公里”。

在兩種模型中完成驗證

打通“最后一公里”的難度不亞于先前送達(dá)山腳下的過程，近年來，合作團(tuán)隊從天然免疫分子STING蛋白切入，改造了靶向STING蛋白的小分子激動劑，合成了一系列高親和力的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)靶向分子SABER。該分子的設(shè)計可以實現(xiàn)雙重功能：一是通過偶聯(lián)表位多肽，將抗原靶向內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，形成局部高濃度的抗原以及抗原提呈關(guān)鍵酶富集區(qū)，促進(jìn)交叉提呈；二是SABER仍保留了STING激動劑的功能，可顯著激活先天免疫系統(tǒng)，發(fā)揮佐劑效應(yīng)。利用該技術(shù)，團(tuán)隊先后評估了疫苗佐劑在抗腫瘤免疫和抗極易變異的病毒（如冠狀病毒）感染中的作用。

為了評估SABER疫苗設(shè)計增強(qiáng)的CD8+ T細(xì)胞應(yīng)答在抗腫瘤免疫中的作用，作者從一系列對ABM5-OVA（羧基端偶聯(lián)卵清蛋白（OVA）多肽的一種SABER分子）二次免疫后14天的小鼠進(jìn)行表達(dá)OVA的黑色素瘤B16F10（B16-OVA）接種。結(jié)果表明，ABM5-OVA 疫苗接種顯著抑制小鼠腫瘤生長，并且使所有小鼠免于死亡。接種對照佐劑疫苗diABZI+ OVA只能適度減緩腫瘤生長，并且約90%的小鼠在5周內(nèi)死亡。除了疫苗的預(yù)防作用外，ABM5-OVA還可以在上述腫瘤模型中作為治療性疫苗使用。相比于對照佐劑疫苗，它能夠長時間（7周）抑制腫瘤生長。此外，研究團(tuán)隊還在表達(dá)OVA的惡性T細(xì)胞淋巴瘤E.G7-OVA上證明了該疫苗設(shè)計策略的有效性。

SABER偶聯(lián)的抗原激發(fā)了強(qiáng)大的抗腫瘤免疫應(yīng)答

為了進(jìn)一步驗證SABER偶聯(lián)真正的腫瘤抗原對CD8+ T細(xì)胞應(yīng)答激活和抗腫瘤免疫的有效性，研究團(tuán)隊將ABM5與來自突變的ADP依賴性葡萄糖激酶（Adpgk，一種腫瘤新生抗原）中的一段多肽連接并封裝至脂質(zhì)納米顆粒（LNP）中，制備疫苗進(jìn)行小鼠免疫。結(jié)果表明，ABM5-Adpgk可誘導(dǎo)針對上述腫瘤新生抗原的強(qiáng)效且特異性CD8+ T細(xì)胞應(yīng)答，并且其應(yīng)答水平比接受模擬疫苗和diABZI與Adpgk混合疫苗免疫的小鼠分別高出150倍和7倍。并且，免疫三針ABM5-Adpgk可以實現(xiàn)MC38結(jié)直腸癌小鼠持續(xù)90天無瘤生存。

除了腫瘤疫苗之外，研發(fā)能夠誘導(dǎo)有效的CD8+ T細(xì)胞應(yīng)答的疫苗對于保護(hù)人類免于極易變異的病毒（如冠狀病毒）感染也有重要意義。為了實現(xiàn)這一目標(biāo)，研究團(tuán)隊以SARS-CoV-2為模型開展了研究。首先將ABM5與病毒N蛋白中的保守T細(xì)胞表位（第130-149為氨基酸）連接，并使用LNP包裹免疫小鼠。結(jié)果表明，ABM5-SNT能夠誘導(dǎo)強(qiáng)大的抗原特異性T細(xì)胞免疫應(yīng)答。隨后，為了進(jìn)一步驗證該疫苗誘導(dǎo)的CD8+ T細(xì)胞應(yīng)答在預(yù)防病毒感染中的功能，研究團(tuán)隊對人ACE2轉(zhuǎn)基因小鼠進(jìn)行免疫，并用病毒亞變體BA.5.2進(jìn)行攻毒。結(jié)果表明，相比于對照組，ABM5-SNT誘導(dǎo)的免疫反應(yīng)將小鼠肺臟和大腦的病毒滴度載量顯著降低了100倍。隨后SABER在抗體誘導(dǎo)方面的效果評估表明ABM5-SNT在初次免疫和加強(qiáng)免疫中都能有效增強(qiáng)抗體反應(yīng)，其佐劑效果與Poly IC和ISCOMs相當(dāng)，甚至更優(yōu)。

為了評估ABM5-SNT作為亞單位疫苗佐劑的應(yīng)用潛力，研究團(tuán)隊使用Delta變異株的RBD與抗體Fc融合蛋白（RBD-Fc）與ABM5-SNT進(jìn)行混合免疫。結(jié)果表明，單獨使用RBD-Fc進(jìn)行免疫接種，即使在免疫兩針后也幾乎不會誘導(dǎo)針對野生型RBD的抗原特異性IgG。然而，將RBD-Fc與ABM5-SNT聯(lián)合使用后，免疫一針足以誘導(dǎo)高滴度的針對野生型病毒RBD的特異性IgG。同時，加入ABM5-SNT佐劑可將Delta變異株的RBD-Fc所激發(fā)的對野生型病毒的交叉中和抗體滴度提高10倍以上。在后續(xù)出現(xiàn)的Omicron BA.1和BA.5亞變體上，這一趨勢仍然保留。

SABER可增強(qiáng)抗腫瘤和抗病毒免疫應(yīng)答

SABER具有促進(jìn)“自帶”T細(xì)胞表位的高效提呈和保留了激發(fā)“外帶”亞單位疫苗佐劑效應(yīng)的雙功能

有望為癌癥和傳染病防治

帶來新策略

據(jù)介紹，該研究成果將為個性化腫瘤疫苗和廣譜抗病毒疫苗的研發(fā)提供了新的方向和基礎(chǔ)。其高效的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)精準(zhǔn)靶向能力提升了抗原交叉提呈效果，在抗病毒多肽疫苗研究中，僅需針對單一保守表位的CD8+ T細(xì)胞免疫反應(yīng)，就可將病毒感染后的病毒載量降低100倍。并且，該技術(shù)不但能夠提升CD8+ T 細(xì)胞免疫反應(yīng)，而且兼具增強(qiáng)體液免疫反應(yīng)的佐劑效應(yīng)，該佐劑效應(yīng)與現(xiàn)有主要佐劑相當(dāng)甚至更高。因此，有望在未來的臨床應(yīng)用中發(fā)揮重要作用，為癌癥和傳染病的防治帶來新策略。