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过去十年间，癌症疫苗在实体瘤免疫治疗中展现出巨大前景。然而，由于癌症的复杂性、异质性及免疫逃逸，加之疫苗核心组分（抗原与佐剂）的不稳定性、抗原免疫原性弱及呈递效率低、免疫细胞活化能力不足等因素，癌症疫苗的疗效尚不尽如人意。纳米技术被认为是通过改善疫苗递送来解决
过去十年间，癌症疫苗在实体瘤免疫治疗中展现出巨大前景。然而，由于癌症的复杂性、异质性及免疫逃逸，加之疫苗核心组分（抗原与佐剂）的不稳定性、抗原免疫原性弱及呈递效率低、免疫细胞活化能力不足等因素，癌症疫苗的疗效尚不尽如人意。纳米技术被认为是通过改善疫苗递送来解决这些挑战的变革性方法。作为载体和/或佐剂，纳米颗粒利用其优异的物理化学性质增强抗原与佐剂的稳定性，实现时空控制释放，实现灵活协同的联合治疗，并构建高靶向性递送系统，从而优化抗肿瘤免疫的疗效与持久性，并将副作用降至最低。本综述重点阐述了纳米疫苗策略的关键组分，涵盖抗原形式、佐剂类型、纳米疫苗平台等。我们提供了用于疫苗受控递送的前沿生物材料与载体系统开发的最新进展。最后，结合当前进展策略，我们就纳米材料在癌症疫苗临床转化中的未来应用提出了批判性观点。
1. 引言
癌症是全球主要的公共卫生挑战，预计2050年新发病例将激增至3500万。尽管免疫检查点抗体和嵌合抗原受体（CAR）T细胞疗法在治疗血液肿瘤方面取得了成功，但实体瘤的治疗仍面临巨大挑战。癌症疫苗作为一种理想的策略，通过向免疫系统提呈肿瘤特异性抗原（TSAs），不仅能引发针对原发癌细胞的即时靶向免疫反应，还能建立长期免疫记忆以防止复发和转移。目前已获美国食品药品监督管理局（FDA）批准的癌症疫苗包括Sipuleucel?T、Adstiladrin以及基于溶瘤病毒的Talimogene laherparepvec（T?VEC）。随着精准医疗时代的到来，个性化疫苗（如Moderna的mRNA?4157联合PD?1单抗）显示出显著的临床获益。然而，癌症疫苗的有效性受到抗原识别、免疫耐受、潜在脱靶风险、肿瘤异质性及免疫抑制性肿瘤微环境（TME）的限制。在此背景下，将癌症疫苗与纳米医学相结合，有望在不增加副作用的前提下提升疗效，推动免疫肿瘤学领域的革命。
2. 抗原
肿瘤抗原是癌症疫苗最核心的组分，主要分为肿瘤相关抗原（TAAs）和肿瘤特异性抗原（TSAs）。
2.1 肿瘤抗原的分类
TAAs广泛存在于癌细胞及部分正常组织中，包括组织分化抗原（TDAs）、过表达抗原和癌睾抗原（CTAs）。由于其在正常组织中的表达，TAAs作为通用疫苗靶点存在自身免疫毒性风险。相比之下，TSAs由病毒基因、肿瘤基因组变异或体细胞突变产生，其中基因突变衍生的新抗原（neoantigens）具有极高的免疫原性，且不在正常细胞中表达，是目前个性化肿瘤疫苗研发的焦点。TSAs的鉴定依赖于全外显子测序（WES）和转录组测序（RNA?seq），并结合人工智能算法预测人类白细胞抗原（HLA）结合亲和力及T细胞受体识别概率。尽管已有NeoDisc、pVACseq等多种新抗原预测工具，但由于缺乏标准化流程及实际呈递状态的验证，基于TSAs的治疗性疫苗尚未获批为标准疗法。
2.2 预定义肽基疫苗
这类疫苗基于已知表位的氨基酸序列化学合成。虽然已在黑色素瘤、胶质母细胞瘤等临床试验中取得进展，但短肽易被血清蛋白酶降解，且难以被树突状细胞（DCs）有效摄取和呈递。此外，由于中枢耐受机制，针对自身抗原的T细胞克隆已被删除，导致反应强度受限。为解决这些问题，研究者开发了基于Pox的自组装纳米疫苗平台，通过优化粒径（约50?nm）促进淋巴结浸润和抗原呈递。
2.3 核酸基疫苗
包括信使核糖核酸（mRNA）和脱氧核糖核酸（DNA）疫苗。mRNA疫苗因其快速的“无细胞”生产工艺、无需进入细胞核（降低插入突变风险）以及克服HLA限制性等优势成为热点。中国自主研发的LK101注射液（自体mRNA?DC疫苗）已获批临床。为解决传统mRNA的不稳定性和低翻译效率，自扩增RNA（saRNA）平台和脂质纳米粒（LNPs）递送系统被广泛应用，并通过引入假尿苷（pseudouridine）等修饰核苷酸以降低免疫原性并提高表达效率。DNA疫苗则利用质粒编码抗原，虽在VGX?3100等临床试验中显示出潜力，但存在基因组整合的风险。
2.4 癌细胞膜基疫苗
癌细胞膜保留了大量的抗原表位和免疫原性蛋白，且具有同源靶向能力和较低的免疫原性。例如，利用MC38小鼠结肠癌细胞膜与单磷酰脂质A（MPLA）及苯乙烯?马来酸（SMA）共聚物混合形成的纳米盘（nanodiscs），可有效被抗原呈递细胞（APCs）摄取并迁移至淋巴结。
2.5 癌细胞细胞外囊泡（EV）基疫苗
EVs携带多种RNAs、脂质和蛋白质，具有天然的纳米结构和生物相容性。通过辐射、化疗药物（如阿霉素DOX）诱导癌细胞衰老或焦亡，可获得富含损伤相关分子模式（DAMPs）和新抗原的EVs。例如，衰老癌细胞来源的纳米囊泡（SCCNVs）可同时递送肿瘤抗原和内源性佐剂（如IFN?γ、TNF?α），无需外源佐剂即可激活DCs。此外，工程化EVs可通过表面展示Fc结合域或与特定单抗偶联实现精准靶向。
2.6 全细胞肿瘤抗原基疫苗
利用物理或化学方法裂解肿瘤细胞制备抗原，如OncoVAX采用紫外线照射和冻融循环制备自体癌细胞裂解物。然而，裂解物中的不溶性成分难以被单一APC有效内化。为此，研究者开发了尿素增溶的纳米微粒载体，或借鉴硅藻思路利用低温硅化技术保存全细胞抗原，甚至利用海藻酸钙凝胶封装灭活癌细胞以原位释放抗原。
2.7 原位肿瘤抗原基疫苗
对于无法手术的患者，原位疫苗策略通过在体内诱导癌细胞死亡并释放抗原。免疫原性细胞死亡（ICD）是关键机制，其特征为内质网应激和活性氧（ROS）爆发，释放钙网蛋白（CRT）等DAMPs。例如，装载奥沙利铂和STING激动剂ADU?S100的脂质体可重编程结直肠癌的免疫抑制微环境。CryoVax技术则通过冷冻消融产生原位抗原，联合AlloStim免疫细胞产品形成个性化疫苗。然而，坏死细胞可能提供营养或激活促瘤机制，且原位抗原释放过程难以控制，需借助具有抗原捕获功能的纳米颗粒加以优化。
3. 佐剂
免疫佐剂通过激活模式识别受体（PRRs）、形成抗原储存库、促进APCs成熟及释放细胞因子等机制增强免疫反应。目前FDA批准了铝盐、MF59、AS01、AS03、AS04、CpG 1018和Matrix?M等七种佐剂。
3.1 Toll样受体（TLRs）激动剂
TLRs是危险信号的关键传感器。TLR4激动剂如MPLA和氨基烷基糖苷?4?磷酸（AGP）在保留免疫刺激活性的同时显著降低了致热原性。TLR5激动剂鞭毛蛋白可有效激发黏膜免疫，但易引发过度炎症反应，通过去除B细胞表位区域可缓解此问题。TLR3激动剂（如poly I:C）及其稳定剂型Poly?ICLC可识别病毒双链RNA（dsRNA）。TLR7/8激动剂（如R848、IMQ）的小分子化合物常通过胆固醇缀合实现淋巴结靶向，减少脱靶效应。TLR9激动剂CpG寡脱氧核苷酸（CpG ODN）可模拟细菌DNA活性，激活DCs并桥接先天与适应性免疫。
3.2 C型凝集素受体（CLRs）激动剂
CLRs家族成员如巨噬细胞诱导的C型凝集素（Mincle）、DC?SIGN、CD206等在抗原捕获中起关键作用。甘露糖受体（MR/CD206）介导的内吞作用可显著提高单核细胞来源DCs对卵清蛋白（OVA）的摄取，并增强mRNA疫苗的转染效率。
3.3 NOD样受体（NLRs）激动剂
此类佐剂可触发炎症小体激活。例如，副溶血弧菌鞭毛蛋白B（FlaB）可同时激活TLR5和NLRC4炎症小体通路，增强肿瘤抗原的免疫原性。
3.4 cGAS?STING激动剂
环鸟苷酸?腺苷酸合成酶（cGAS）?STING信号通路在激活抗肿瘤免疫中备受关注。环二核苷酸（CDNs）是该通路的天然配体，其类似物IMSA101已进入临床试验。小分子STING激动剂（如DMXAA）虽在III期临床失败，但金属离子（如Mn2?）被发现能通过cGAS?STING通路显著增强先天免疫。然而，STING通路的激活是一把双刃剑，可能上调程序性死亡配体1（PD?L1）和吲哚胺2,3?双加氧酶（IDO），需联合抑制剂或靶向递送系统以避免细胞因子风暴。
3.5 无机化合物
以铝佐剂为代表的无机化合物具有成本低、稳定性好等优点，主要通过静电作用吸附抗原形成纳米簇，延长免疫刺激时间，但其诱导细胞免疫的能力有限。
3.6 细胞因子
作为可溶性信号分子，干扰素（IFN）、白细胞介素（IL）、粒细胞?巨噬细胞集落刺激因子（GM?CSF）等细胞因子能够增强自然杀伤（NK）细胞活性和T细胞分化，常作为分子佐剂用于重组DNA和蛋白疫苗。
3.7 微生物佐剂
训练免疫（TRIM）是指先天免疫细胞在首次接触微生物产物后发生表观遗传重编程，从而产生更强更快的二次反应。β?葡聚糖和细菌外膜囊泡（OMVs）是诱导TRIM的有效制剂。OMVs含有脂多糖（LPS）等病原体相关分子模式（PAMPs），能同时激活先天和适应性免疫，且易于表面功能化和生物矿化，提高生物相容性及肿瘤部位富集。
3.8 佐剂联合
联合佐剂系统是当前研究前沿，通过协同机制产生更平衡的免疫反应。例如，FDA批准的AS04即为MPLA与铝盐的组合。同时激活不同TLRs或联合cGAS?STING通路（如cdGMP与MPLA共载）可产生更强的I型IFN分泌和多功能T/B细胞应答。通过计算机筛选确定的C27a组合（含TLR2/7/8/4激动剂和炎症小体激动剂QS?21）显著增强了抗原特异性CD8? T细胞反应，并与抗PD?1抗体显示出良好的协同效应。
4. 纳米疫苗的优势
4.1 放大/发挥佐剂功能
将抗原与佐剂共递送至同一DCs，特别是在含有TLRs的内体等亚细胞区室中，对于DC成熟和抗原交叉呈递至关重要。例如，将cGAMP和MPLA共包封于纳米载体中可协同增强肽抗原的免疫原性。某些纳米平台本身具有固有的佐剂特性，如病毒样颗粒（VLPs）和聚胍（PolyGu），后者能将聚乙烯亚胺（PEI）的细胞毒性转化为先天免疫激活。
4.2 提高稳定性
纳米颗粒包封可保护抗原和佐剂免受酶降解及化学水解。例如，胺化介孔二氧化硅纳米粒（MSNs）负载CpG可防止血清核酸酶降解，而脂质纳米粒（LNPs）在COVID?19 mRNA疫苗中的成功应用证明了其在保护核酸和延长抗原暴露方面的卓越性能。
4.3 靶向免疫器官或细胞
淋巴结和脾脏是启动T细胞反应的关键次级淋巴器官。粒径10?100?nm的纳米疫苗可通过淋巴管对流高效进入淋巴结，而大于100?nm的颗粒则依赖DCs的主动转运。表面电荷（正电荷利于DC摄取）、形状（如金纳米星优于纳米笼）及主动靶向配体（如抗CD40单抗、甘露糖）可进一步提高DCs的特异性内化和抗原呈递效率。针对脾脏的递送则常利用1,2?二油酰?sn?甘油?3?磷酸（DOPA）或衰老红细胞膜修饰。
4.4 增强溶酶体逃逸和抗原交叉呈递
为了激活细胞毒性T淋巴细胞（CTLs），外源性抗原需从内体/溶酶体逃逸至细胞质以加载至MHC?I类分子。质子海绵效应（利用PEI、DOTAP等阳离子材料缓冲酸性环境导致渗透压破裂）、pH响应膜融合及光敏剂产生活性氧破坏膜结构是三种主要的逃逸策略。
4.5 调节肿瘤免疫微环境
针对免疫“冷”肿瘤，纳米颗粒可实现免疫原性细胞死亡（ICD）诱导剂（化疗药、放射增敏剂、光敏剂、声敏剂）的精准递送，释放DAMPs，促进免疫细胞浸润。例如，G5?CHC?R声敏纳米疫苗在超声驱动下不仅能诱导肿瘤ICD，还能通过释放R848将M2型肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）复极化为M1型，实现TME从“冷”到“热”的转变。
4.6 形成原位纳米疫苗
鉴于肿瘤异质性导致的通用抗原匮乏，原位纳米疫苗直接在瘤内诱导ICD，捕获释放的TAAs。纳米载体通过疏水作用、静电吸引、金属配位或非共价/共价偶联（如马来酰亚胺介导的巯基?烯反应）高效抓取抗原，并促进其被DCs摄取和交叉呈递，克服了体外个性化疫苗制备的复杂性和资源消耗。
