双响应纳米疫苗精准递送Toll样受体激动剂实现高效癌症免疫治疗

为解决TLR激动剂体内快速清除和全身毒性问题，中科院长春应化所团队开发了基于GSH/CatB双响应的纳米疫苗（DRNV），通过酶响应连接子实现IMDQ在溶酶体的精准释放，显著抑制肿瘤生长并建立长效免疫记忆，为癌症疫苗设计提供新思路。

　　

癌症免疫治疗在过去十年展现出巨大潜力，但传统疫苗因先天免疫激活不足导致疗效受限。Toll样受体（TLR）激动剂如IMDQ虽能增强免疫应答，却面临全身扩散引发发热、细胞因子风暴等副作用。更关键的是，游离态激动剂难以精准抵达TLR7/8所在的核内体膜，且常规纳米载体因不可降解核心阻碍药物释放。这些痛点严重制约了癌症疫苗的临床应用。

中国科学院长春应用化学研究所的研究团队在《Biomaterials》发表的研究中，提出了一种革命性解决方案——双响应纳米疫苗（DRNV）。该系统通过聚硫辛酸（PTA）与聚乙二醇（mPEG）自组装形成纳米颗粒，将模型抗原卵清蛋白（OVA）与经Gly-Phe-Leu-Gly（GFLG）酶响应连接子修饰的IMDQ共价结合。当疫苗被树突状细胞（DCs）摄取后，核内体内高浓度谷胱甘肽（GSH）迅速降解PTA核心，暴露出GFLG连接子被组织蛋白酶B（CatB）剪切，从而精准释放IMDQ激活TLR7/8信号通路。动物实验显示该设计不仅能抑制B16黑色素瘤生长，还可诱导免疫记忆抵抗肿瘤再攻击。

研究采用三项关键技术：1）通过α-硫辛酸开环聚合合成可降解PTA聚合物；2）利用固相肽合成法构建GFLG-IMDQ偶联物；3）动态光散射和体外释放实验验证纳米粒子的GSH/CatB双响应特性。

合成与表征
DRNV的粒径为153.7±2.1 nm（图2A），酶响应实验显示在10 mM GSH和50 μg/mL CatB条件下，48小时内IMDQ释放率达82.3%，显著高于单响应对照组（图2D）。体外实验证实DRNV能促进DCs表面CD80/CD86表达上调2.1倍（图3C）。

体内抗肿瘤效果
在B16-OVA荷瘤小鼠模型中，DRNV组肿瘤体积比游离IMDQ组减少76.8%（图4B）。流式检测显示肿瘤浸润CD8⁺ T细胞比例增加3.4倍（图5E），且血清中IFN-γ水平提升至245.7 pg/mL（图5F）。

免疫记忆效应
二次接种实验表明，DRNV预处理组小鼠60天后仍能完全抵抗肿瘤再攻击（图6D），脾脏中记忆性T细胞（CD44⁺CD62L⁺）占比达38.2%（图6F），肺转移结节数减少94.3%（图7C）。

该研究突破性地解决了TLR激动剂递送的两大难题：通过可降解PTA核心促进药物释放，利用酶响应连接子实现核内体靶向。这种"双锁-钥"设计不仅为癌症疫苗开发提供新范式，其模块化结构更可拓展至其他先天免疫激动剂的递送。值得注意的是，研究团队在讨论中指出，PTA的完全降解特性可避免传统纳米材料长期滞留的毒性风险，这种生物安全性优势为临床转化奠定基础。