Cell Stem Cell | 利用搭载肿瘤MHC的工程化树突状细胞制备癌症疫苗

撰文 | 格格

自体树突状细胞（DC） 疫苗疗效有限，主要受限于细胞质量差异、单一抗原易致肿瘤逃逸以及制备流程复杂【1】。为实现规模化生产，研究者 尝试 采用MHC敲除的人诱导多能干细胞（hiPSC）分化通用型DC，但缺乏MHC会引发NK细胞攻击，如何控制NK活性成为首要难题。自然界中DC可通过“着装”直接获取外源肽-MHC复合物【2】，这为递呈广谱肿瘤抗原提供了可能，但该过程能否稳定工程化、并与内源呈递路径协同，尚不明确。此外，装载外源MHC后，如何调控DC表面的共刺激/共抑制分子，以在高效激活T细胞的同时避免免疫过度，同样亟待解答【3】。最终，该平台能否跨越个体差异，真正实现“现成可用”的疫苗，仍需体内验证。核心挑战在于：能否构建一种既规避免疫排斥、又呈递全谱抗原，且生产一致、安全可控的通用DC疫苗策略。

近日 ， 来自 美国加州大学旧金山分校伊莱和伊迪丝·布罗德再生医学与干细胞研究中心 的Robert Blelloch研究团队在Cell Stem Cell杂志发表题为Engineered human iPSC-derived dendritic cellsdressed with tumor MHC complexesas a cancer vaccine的研究论文，该研究 旨在利用MHC缺失并敲除PD-L1/2的人iPSC分化来源的树突状细胞，通过“着装”肿瘤细胞膜来源的全谱肽-MHC复合物，构建一种可规模化制备的通用型癌症疫苗，并发现该疫苗在体外和体内均能有效激活患者特异性T细胞、抑制肿瘤生长，且通过消除PD-L1/2可显著增强其抗肿瘤免疫效力，为现货型个体化细胞免疫治疗提供了概念验证。

首先，研究人员为了生产通用型树突状细胞，系统优化了人iPSC向DC分化的方案，比较了2D与3D培养、不同细胞因子组合（GM-CSF+IL-4 vs GM-CSF+FLT3L）以及多种成熟诱导剂，最终确定2D培养联合GM-CSF+IL-4及特定成熟因子（mat2）可稳定产生高表达CD11c、共刺激分子（CD80/CD86）和迁移受体CCR7的DC，并验证了其交叉提呈外源抗原的能力。同时，通过CRISPR-Cas9敲除 B2M 和 CIITA 基因，成功去除了内源性MHC I类和II类分子，获得通用型hiPSC-DC（uhiPSC-DC），为后续“着装”外源肿瘤MHC复合物奠定基础。

接着，研究人员利用氮气空化法制备肿瘤细胞膜来源的囊泡，发现该方法能高效地将肿瘤细胞的MHC-肽复合物转移到uhiPSC-DC表面，效率显著优于商业试剂盒。着装后的DC（TumorDressed DC）能够有效激活NY-ESO抗原特异性T细胞，并证明这种激活依赖于转移的MHC-肽复合物，而非DC内源抗原呈递。此外，着装转移的MHC复合物足以抑制NK细胞对缺乏MHC的DC的裂解，同时该DC也能激活初始T细胞并诱导肿瘤特异性细胞毒性，证实了其在体外双重调控免疫应答的功能。

研究人员进一步通过单细胞RNA测序对分化产物进行分子表征，发现其包含CCR7 + 迁移性DC和DC3两个主要亚群，并在此基础上优化成熟条件（以IFN-β替代IFN-γ，形成mat3），显著提高了CCR7 + 细胞比例、着装效率及部分肿瘤细胞的杀伤能力。为增强T细胞激活效应，他们敲除了共抑制分子PD-L1/2，发现该操作能显著提高T细胞的增殖和细胞毒性；相反，敲除共刺激分子CD80/86则严重削弱其功能，且这些遗传修饰在不同iPSC系中均表现出可重复性，明确了共刺激/共抑制信号在疫苗效能中的关键调控作用。

最后，研究人员利用急性髓系白血病和卵巢癌患者的原代肿瘤细胞及匹配的T细胞进行临床相关验证，显示着装患者肿瘤MHC的DC能有效诱导自体或异体T细胞对肿瘤的特异性杀伤。在体内人源化小鼠模型中，预防性注射TumorDressed DC可显著抑制后续肿瘤生长，治疗性接种也能延缓已建立肿瘤的进展，且均伴随CD8 + T细胞比例的升高。这些结果从患者样本和动物层面共同证实了该通用型DC疫苗平台的有效性，为其作为“现货型”癌症免疫疗法提供了有力的概念验证。

图一 基于人iPSC来源树突状细胞递呈肿瘤MHC复合物的新型癌症免疫治疗策略

总之，该研究利用基因编辑和膜转移技术，将通用型iPSC-DC与全谱肿瘤MHC抗原结合，并通过消除PD-L1/2进一步增强T细胞应答，在患者原代肿瘤模型和人源化小鼠中验证了其抑瘤效果，从根本上解决了传统DC疫苗抗原单一、制备复杂及个体差异大的瓶颈，为广谱、即用型细胞免疫治疗奠定了重要基础。

https://www.cell.com/cell-stem-cell/fulltext/S1934-5909(26)00301-2

制版人： 十一

参考文献

1. Yanagimachi, M.D., Niwa, A., Tanaka, T., Honda-Ozaki, F., Nishimoto, S., Murata, Y., Yasumi, T., Ito, J., Tomida, S., Oshima, K., et al. (2013). Robust and Highly-Efficient Differentiation of Functional Monocytic Cells from Human Pluripotent Stem Cells under Serum- and Feeder Cell-Free Conditions.PLOS One8, e59243.

2. Vesely, M.D., Kershaw, M.H., Schreiber, R.D., and Smyth, M.J. (2011). Natural Innate and Adaptive Immunity to Cancer.Annu. Rev. Immunol.29, 235–271.

3. Deuse, T., Hu, X., Gravina, A., Wang, D., Tediashvili, G., De, C., Thayer, W.O., Wahl, A., Garcia, J.V., Reichenspurner, H., et al. (2019). Hypoimmunogenic derivatives of induced pluripotent stem cells evade immune rejection in fully immunocompetent allogeneic recipients.Nat. Biotechnol.37, 252–258.

学术合作组织

（*排名不分先后）

战略合作伙伴

（*排名不分先后）

推荐直播

转载须知

【原创文章】BioArt原创文章，欢迎个人转发分享，未经允许禁止转载，所刊登的所有作品的著作权均为BioArt所拥有。BioArt保留所有法定权利，违者必究。

BioArt

Med

Plants

人才招聘

点击主页推荐活动

关注更多最新活动！