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能够个体化定制、初步疗效相当好的治疗性癌症疫苗，这几年算是吊足了大家的期待值，但从最初的梦想到大规模应用，疫苗疗法显然还有很长的路要走，比如对疫苗递送肿瘤新抗原效果和安全性的优化就不能停，科研和临床工作者们想出的新技术新思路也是层出不穷呢。
比如在今天的《自然》上，哥伦比亚大学团队就发表了以益生菌作为个体化疫苗疗法载体的最新“大招”：经合成和工程改造的大肠埃希菌Nissle 1917（Escherichia coli Nissle 1917，EcN），能作为搭载肿瘤新抗原的平台，显著增强了疫苗疗法的安全性和免疫原性，有效激活T细胞主导的全身抗肿瘤免疫应答，以此同时杀伤原发肿瘤和远处转移灶[1]！
论文首页截图
肿瘤内本身就存在细菌等微生物的定植，因此近年来有不少研究都在尝试从细菌入手干预抗肿瘤免疫应答[2]，比如去年斯坦福大学团队就改造过皮肤葡萄球菌，让它们特异性表达肿瘤抗原、诱导产生肿瘤特异性T细胞来杀伤肿瘤[3]。
哥大团队此次研究的思路与斯坦福团队类似，但对EcN的基因工程改造做得更加精进，具体做法和目标是：
1）去除隐性质粒并删除Lon和OmpT蛋白酶，大幅优化EcN合成新抗原的能力，最终产生的治疗性质粒DNA较原EcN菌株高出了80倍；
2) 提高对吞噬作用的易感性，以增强新抗原被抗原递呈细胞的摄取和MHC-II类抗原呈递，有效激活CD8+T细胞；
3) 使EcN表达李斯特溶血素O（LLO）以更好地进入细胞质，呈递由MHC-I类分子重组编码的新抗原，激活1型辅助性T细胞（TH1）免疫应答
4）降低EcN在血液中的生存能力和生物膜形成，使它们完成载体平台任务后能够被机体有效清除，提高系统性给药时的安全性。
对EcN进行基因工程改造，使其成为肿瘤新抗原的理想载体平台
在完成对EcN的上述改造、并以小鼠结直肠癌（CT26细胞）作为测试目标（用于筛选供疫苗疗法使用的新抗原）后，研究者们就开始了对益生菌疫苗疗法的评估。实验显示，单次向小鼠腹部肿瘤内注射益生菌疫苗，就足以诱导强力且持久的抗肿瘤免疫应答，甚至在部分小鼠身上成功达到了完全缓解，且静脉注射疫苗的效果也与瘤内注射不相上下。
同时，研究者们在肿瘤内部检测到了白介素-12p70水平显著升高，这是TH1免疫应答被有效激活的标志，且经改造的益生菌只会存在于肿瘤部位，在身体其它部位和血液循环中则会被快速清除，这些都说明益生菌疫苗疗法成功达成了设计目标；此外，对结直肠癌细胞在肺部形成的远处转移灶，瘤内注射或静脉给药也能实现有效杀伤、从而显著延长小鼠生存。
益生菌疫苗疗法用于肠癌模型小鼠的表现
对肿瘤内免疫细胞动态变化的分析也证实，益生菌疫苗疗法先是使肿瘤引流淋巴结（TDLNs）内的2型经典树突状细胞（cDC2s）数量大幅增加，再由它们负责呈递新抗原，有效激活肿瘤特异性CD4+/CD8+T细胞，主导接下来的抗肿瘤免疫应答，同时肿瘤内的CD4+调节性T细胞和抑制性肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）都明显减少，符合免疫应答激活的表现。
研究者们接下来又在转移性黑色素瘤小鼠模型身上，重复了以上的益生菌疫苗疗法制备和治疗过程，证实益生菌疫苗也对黑色素瘤明确有效，那么这种疗法就具有普适性，只要针对不同肿瘤、不同患者分别进行新抗原筛选和疫苗制备就行了。不得不说，这回奇点糕真要对益生菌三个字有全新的解读方法了，未来加油吧兄弟们~
参考文献：
[1]Redenti A, Im J, Redenti B, et al. Probiotic neoantigen delivery vectors for precision cancer immunotherapy[J]. Nature, 2024.
[2]Canale F P, Basso C, Antonini G, et al. Metabolic modulation of tumours with engineered bacteria for immunotherapy[J]. Nature, 2021, 598(7882): 662-666.
[3]Chen Y E, Bousbaine D, Veinbachs A, et al. Engineered skin bacteria induce antitumor T cell responses against melanoma[J]. Science, 2023, 380(6641): 203-210.
本文作者丨谭硕