全腫瘤細胞疫苗（TCV）是經(jīng)典的個體化腫瘤免疫療法，由于其免疫原性弱且引起的免疫反應(yīng)個體差異大，亟需通過學(xué)科交叉發(fā)展新理念和新技術(shù)，實現(xiàn)按需免疫增效。

近日，中國科學(xué)院過程工程所（以下簡稱過程工程所）生化工程國家重點實驗室與中國科學(xué)院大學(xué)化學(xué)科學(xué)學(xué)院合作，創(chuàng)建了新型全腫瘤細胞疫苗平臺，依據(jù)腫瘤進展情況在接種部位按需實施近紅外光照，以此實現(xiàn)最佳的脈沖免疫增效。相關(guān)工作于7月26日發(fā)表在《自然-通訊》上。

近紅外照射調(diào)控全腫瘤細胞疫苗免疫反應(yīng)的作用機制（科研團隊供圖）

腫瘤疫苗通過調(diào)動機體免疫系統(tǒng)來對抗腫瘤，是極具前景的腫瘤免疫療法。其中，全腫瘤細胞疫苗包含了患者所有潛在的腫瘤抗原，可以通過多價免疫應(yīng)答減少免疫逃逸，進而實現(xiàn)更加精準(zhǔn)的個體化免疫治療。

但是，科研人員看到，以往的全腫瘤細胞疫苗均需通過經(jīng)驗式的多次接種來維持免疫反應(yīng)，患者的腫瘤樣本較為珍貴，使得疫苗的制備和存儲存在較大困難，并且難以針對患者個體充分發(fā)揮免疫療效。

面對上述挑戰(zhàn)，在中國科學(xué)院院士馬光輝、研究員魏煒研帶領(lǐng)下，過程工程所生化工程國家重點實驗室的科研人員基于腫瘤免疫治療及生物劑型工程的多年研究基礎(chǔ)，與中國科學(xué)院大學(xué)化學(xué)科學(xué)學(xué)院田志遠教授展開交叉合作研究。

研究團隊首先發(fā)展了新的全腫瘤細胞疫苗制備過程，將具有光熱效應(yīng)的納米顆粒負載于腫瘤細胞中，通過近紅外光照誘導(dǎo)腫瘤細胞產(chǎn)生內(nèi)源性免疫佐劑熱休克蛋白，反復(fù)凍融后形成“光控型全腫瘤細胞疫苗（LN-TCV）”。

單次免疫后，近紅外光照誘導(dǎo)接種部位的溫?zé)岱磻?yīng)可產(chǎn)生溫和的炎癥效應(yīng)，進而招募抗原提呈細胞并促進了后續(xù)的抗腫瘤免疫反應(yīng)。

在此基礎(chǔ)上，研究團隊還提出了用于監(jiān)測腫瘤生長速率波動的新指標(biāo)（FTGR），以此理性指導(dǎo)在接種部位提供近紅外光照的最佳時機，使得脈沖增效能夠精準(zhǔn)契合腫瘤的發(fā)展進程。

上述LN-TCV在多種細胞來源的腫瘤異種移植模型（CDX）以及人源化的患者來源腫瘤異種移植模型（PDX）中展現(xiàn)出了非常顯著的治療效果，證明了“光控免疫”的新理念在腫瘤疫苗中的先進性和優(yōu)越性。

據(jù)研究人員介紹，上述成果仍屬于臨床前研究，實際臨床療效仍有待進一步驗證。鑒于該體系構(gòu)建的通用性和靈活性，未來轉(zhuǎn)化研究時以期實現(xiàn)全腫瘤細胞疫苗從腫瘤細胞擴展到腫瘤組織的混合細胞，也可以通過可穿戴貼片式LED和遠程控制系統(tǒng)擴展臨床適用場景，實現(xiàn)更加便捷和高效的個體化治療。

中國科學(xué)院大學(xué)博士研究生孟佳琦、過程工程所副研究員呂巖霖、中國科學(xué)院大學(xué)博士鮑威爾為該論文共同第一作者，過程工程所研究員魏煒、中國科學(xué)院院士馬光輝、中國科學(xué)院大學(xué)教授田志遠為共同通訊作者。

該工作得到了國家自然科學(xué)基金、北京自然科學(xué)基金、國家重點研發(fā)計劃和中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項的支持。

相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-023-40207-y

來源：《自然—通訊》