基因工程化细菌囊泡共递送IFN-γ与肿瘤抗原通过调控树突细胞重塑抗肿瘤细胞免疫

肿瘤疫苗因免疫原性不足和递送效率低难以激活有效免疫应答。中国科学院医学生物学研究所团队通过基因工程改造细菌仿生囊泡（BBVs），使其表面展示干扰素-γ（IFN-γ）和Toll样受体（TLR）配体，内部包裹HPV16 E7蛋白和4T1新抗原。该疫苗显著促进树突细胞（DC）成熟与迁移，诱导Th1/CTLs极化反应，在TC-1和4T1肿瘤模型中抑制肿瘤生长转移，并与抗PD-L1抗体协同增效，为克服肿瘤免疫抑制提供了新策略。

　　

肿瘤免疫治疗的困境与突破
肿瘤疫苗被誉为对抗癌症的"智能武器"，但现实中却面临两大难题：一是肿瘤抗原免疫原性弱，难以唤醒沉睡的免疫系统；二是缺乏高效递送系统，无法将免疫刺激信号精准送达树突细胞（DC）这个"免疫指挥官"。传统疫苗依赖单一佐剂，就像试图用一把钥匙启动整辆汽车，效果有限。更棘手的是，肿瘤会构筑免疫抑制微环境，如同给免疫细胞戴上"眼罩"，使其对癌细胞视而不见。

中国科学家的创新方案
中国科学院医学生物学研究所的研究团队另辟蹊径，从细菌身上找到了灵感。他们利用基因工程改造的细菌仿生囊泡（BBVs）作为"特洛伊木马"，不仅表面展示干扰素-γ（IFN-γ）和Toll样受体（TLR）配体双重免疫刺激信号，内部还装载HPV16 E7蛋白和4T1新抗原。这种设计犹如给疫苗装上"导航系统"和"扩音器"，既能精准靶向DC，又能放大免疫应答信号。相关成果发表在《Biomaterials》上，为突破肿瘤免疫抑制提供了新思路。

关键技术方法
研究团队采用基因工程构建融合蛋白ClyA-IFN-γ，通过大肠杆菌表达系统制备BBV/IFN-γ；利用透射电镜和纳米颗粒追踪分析表征囊泡形态；采用流式细胞术检测DC表面标志物CD80/CD86/MHC II表达；通过ELISA分析细胞因子IL-12分泌；建立TC-1宫颈癌和4T1乳腺癌小鼠模型评估抗肿瘤效果；结合抗PD-L1单抗探索协同治疗策略。

研究结果

BBV/IFN-γ的制备与表征
通过将IFN-γ与细菌孔蛋白ClyA融合表达，成功制备出直径约100nm的纳米囊泡。电镜显示BBV/IFN-γ保持完整囊泡结构，Western blot证实IFN-γ稳定展示在囊泡表面，每个囊泡携带约120个IFN-γ分子，形成高密度信号阵列。

DC激活与T细胞极化
BBV/IFN-γ刺激的DC高表达CD80/CD86（分别提升3.2倍和2.8倍），分泌IL-12水平达传统疫苗的4.5倍。淋巴结迁移实验显示，注射24小时后约15%的DC携带囊泡到达淋巴结，显著高于对照组。这些DC有效促进CD4⁺ T细胞向Th1亚型分化，IFN-γ⁺ CD4⁺ T细胞比例达42%，同时诱导大量颗粒酶B⁺ CD8⁺ CTLs。

肿瘤模型治疗效果
在TC-1模型中，BBV/IFN-γ-E7疫苗使肿瘤体积缩小78%，肺转移结节减少90%。4T1模型结果显示，携带三种新抗原的疫苗显著重塑肿瘤微环境，使肿瘤浸润淋巴细胞（TILs）增加5倍，并将M2型巨噬细胞比例从60%降至18%。与抗PD-L1联用后，完全缓解率从单药的20%提升至55%。

讨论与展望
该研究创新性地将BBVs的天然佐剂特性与IFN-γ的免疫调节功能相结合，解决了多信号协同递送的技术瓶颈。如同为免疫系统装配了"信号放大器"和"精准制导系统"，这种疫苗能突破肿瘤设置的免疫屏障。特别值得注意的是，BBVs携带的TLR配体与IFN-γ产生协同效应，使DC的IL-12分泌能力远超单一刺激，这解释了为何能诱导强烈的Th1/CTLs反应。

研究局限性在于尚未解析不同TLR配体的具体贡献比例，且大规模生产工艺有待优化。未来可探索装载个性化新抗原的个体化疫苗策略。这项工作为开发新一代肿瘤疫苗提供了普适性平台技术，Yuting Fu等作者通过跨学科合作证明，源于细菌的天然纳米结构经过巧妙改造，有望成为攻克癌症的"生物导弹"。