抗原交叉提呈增强策略：亚细胞层面靶向调控的研究热度与需求

当前，抗原交叉提呈增强策略主要把注意力集中在组织和细胞层面的递送上。然而，对于亚细胞层面的精准靶向以及调控方面，却极少进行研究。

传统的以外源蛋白作为免疫原的疫苗中，抗原进入人体后，会被抗原提呈细胞吞噬。接着，抗原需要先从溶酶体中逃出，进入细胞质。之后，抗原再被转运至内质网进行加工处理。最后，经 MHC - I 分子展示在细胞表面，以此提醒免疫系统。

在上述过程里，有多少抗原能够顺利抵达内质网呢？抵达内质网的抗原蛋白的数量是不是抗原交叉提呈的限速步骤呢？这些问题当下还不明确。研发一种低免疫原性且高效的内质网靶向分子，用来精准地调控抗原在细胞质中的递送路径，从而提升抗原交叉提呈的效率，已经成为当前研究领域的需求和热点之一。

2025 年 3 月 27 日 0 点（此为北京时间），同时也是 2025 年 3 月 26 日 12 点（此为美东时间），中山大学附属第一医院的王骥研究员团队、复旦大学上海医学院的陆路团队以及辽宁大学生命科学院的曾颖玥副教授团队联合在《自然》（Nature）杂志以 Article 形式在线发表了研究论文。

该研究开发了一种高亲和力内质网靶向分子 SABER，它基于干扰素基因刺激蛋白（STING）激动剂。这种分子能在细胞内部有效地将抗原递送至内质网，还能通过折叠和重塑内质网膜让其聚集，从而形成一个“微反应器”，这个“微反应器”包含膜相关蛋白酶体、STING 相关抗原和抗原转运体。作者通过传染病疫苗这一模型，也证明了针对抗原交叉提呈细胞内从细胞质到内质网的“最后一公里”的精确靶向能够大幅提升疫苗免疫效果。

为抗原递送修建“缆车”

在传染病疫苗以及癌症免疫治疗的研发过程中，诱导出强大的 CD8+T 细胞免疫应答是关键目标之一。蛋白类疫苗里的免疫原主要是通过 MHC-I 类分子来进行抗原交叉提呈，以此能够有效地引发 CD8+T 细胞免疫应答。上述这个过程主要是在树突状细胞（DC）的内质网上进行的。然而，抗原交叉提呈的效率比较低，这一直是制约疫苗效果的瓶颈之一。目前大量研究主要聚焦于组织和细胞层面的靶向递送。细胞内部的亚细胞层面的抗原靶向递送，主要被局限于促进抗原从溶酶体逃逸。如何能有效地把细胞质中的抗原递送到交叉提呈的主要场所，也就是内质网，一直是该领域内备受关注的科学难题之一。

该成果是团队 2020 年在《科学》（Science）主刊合作发表的研究成果的延续。当时的研究主要进行了基于仿生纳米颗粒的新型免疫增强佐剂技术的研发，这为研制广谱抗流感病毒的通用疫苗提供了新思路。打个通俗的比方，提升疫苗免疫效果就像人爬山登顶。2020 年的成果是把人送到了山脚下，也就是从呼吸道递送到肺泡上皮细胞。而此次的研究成果进一步提供了助力，修建了一条能通达山顶的“缆车”，在细胞内部的亚细胞层面完成了抗原靶向递送，即在细胞质中高效送达了内质网，打通了登山的“最后一公里”。

在两种模型中完成验证

打通“最后一公里”的难度与先前送达山脚下的过程难度相当。近年来，合作团队以天然免疫分子 STING 蛋白为切入点，对靶向 STING 蛋白的小分子激动剂进行了改造，并且合成了一系列高亲和力的内质网靶向分子 SABER。该分子的设计能够达成双重功能。其一，借助偶联表位多肽，能够将抗原靶向内质网，从而形成局部高浓度的抗原以及抗原提呈关键酶的富集区，进而促进交叉提呈。其二，SABER 依然保留了 STING 激动剂的功能，能够显著激活先天免疫系统，发挥佐剂效应。团队利用该技术，先后对疫苗佐剂在抗肿瘤免疫方面的作用进行了评估，也先后对疫苗佐剂在抗极易变异的病毒（如冠状病毒）感染中的作用进行了评估。

作者为了评估 SABER 疫苗设计增强的 CD8 + T 细胞应答在抗肿瘤免疫中的作用，从一系列小鼠中进行了操作。这些小鼠在对 ABM5 - OVA 二次免疫后已过 14 天，接着作者对这些小鼠接种了表达 OVA 的黑色素瘤 B16F10（B16 - OVA）。结果表明，ABM5 - OVA 疫苗接种对小鼠肿瘤生长有显著抑制作用，同时让所有小鼠免于死亡。接种对照佐剂疫苗 diABZI + OVA 只能使肿瘤生长得到适度减缓，并且约 90%的小鼠在 5 周内死亡。除了具备预防作用外，ABM5 - OVA 还能在上述肿瘤模型中当作治疗性疫苗来使用。它比对照佐剂疫苗更能长时间（7 周）抑制肿瘤生长。同时，研究团队在表达 OVA 的恶性 T 细胞淋巴瘤 E.G7-OVA 上证实了该疫苗设计策略是有效的。

研究团队为了进一步验证 SABER 偶联真正的肿瘤抗原对 CD8+T 细胞应答激活和抗肿瘤免疫的有效性，将 ABM5 与来自突变的 ADP 依赖性葡萄糖激酶（Adpgk，一种肿瘤新生抗原）中的一段多肽进行连接，然后将其封装至脂质纳米颗粒（LNP）中，以此制备疫苗并对小鼠进行免疫。结果表明，ABM5-Adpgk 能够诱导出针对上述肿瘤新生抗原的强效且具有特异性的 CD8+ T 细胞应答。这种应答水平比接受模拟疫苗免疫的小鼠高出 150 倍，比接受 diABZI 与 Adpgk 混合疫苗免疫的小鼠高出 7 倍。并且，给 MC38 结直肠癌小鼠免疫三针 ABM5-Adpgk ，可以使它们持续 90 天无瘤生存。

除了肿瘤疫苗以外，研发能够引发有效的 CD8+T 细胞应答的疫苗，对于保护人类避免极易发生变异的病毒（例如冠状病毒）的感染，具有重要意义。为达成这一目标，研究团队以 SARS-CoV-2 作为模型展开研究。首先把 ABM5 与病毒 N 蛋白中保守的 T 细胞表位（第 130 到 149 位是氨基酸）相连接，接着使用 LNP 对免疫小鼠进行包裹。结果显示，ABM5-SNT 有能力诱导出强大的抗原特异性 T 细胞免疫应答。接着，为了对该疫苗诱导的 CD8+ T 细胞应答在预防病毒感染方面的功能进行进一步验证，研究团队给人 ACE2 转基因小鼠实施免疫，并且用病毒亚变体 BA.5.2 对其进行攻击。结果表明，与对照组相比，ABM5-SNT 诱导的免疫反应使得小鼠肺脏和大脑的病毒滴度载量大幅降低了 100 倍。接着，对 SABER 在抗体诱导方面的效果进行评估后发现，ABM5-SNT 在初次免疫和加强免疫中都能有效地增强抗体反应，其佐剂效果与 Poly IC 和 ISCOMs 相近，甚至更出色。

研究团队为评估 ABM5-SNT 作为亚单位疫苗佐剂的应用潜力，将 Delta 变异株的 RBD 与抗体 Fc 融合蛋白（RBD-Fc）与 ABM5-SNT 进行混合免疫。结果显示，仅使用 RBD-Fc 进行免疫接种的话，即便免疫两针，也几乎无法诱导出针对野生型 RBD 的抗原特异性 IgG。RBD-Fc 与 ABM5-SNT 联合使用后，免疫一针能诱导出高滴度的针对野生型病毒 RBD 的特异性 IgG。并且，加入 ABM5-SNT 佐剂后，Delta 变异株的 RBD-Fc 所激发的对野生型病毒的交叉中和抗体滴度得以提高 10 倍以上。这一趋势在后续出现的 Omicron BA.1 亚变体上得以保留。这一趋势在后续出现的 Omicron BA.5 亚变体上也得以保留。

有望为癌症和传染病防治带来新策略

据介绍，该研究成果能为个性化肿瘤疫苗以及广谱抗病毒疫苗的研发给予新的方向与基础。它具备高效的内质网精准靶向能力，这提升了抗原交叉提呈的效果。在抗病毒多肽疫苗的研究里，只需针对单一保守表位的 CD8+T 细胞免疫反应，就能使病毒感染后的病毒载量降低 100 倍。该技术能够提升 CD8 + T 细胞免疫反应，同时还兼具增强体液免疫反应的佐剂效应，并且这一佐剂效应与现有主要佐剂相当甚至更高。所以，有望在未来临床应用中起到重要作用，能为癌症和传染病的防治带来新策略。

论文截图

中山大学附属第一医院的王骥研究员、复旦大学基础医学院的陆路研究员以及辽宁大学生命科学院的曾颖玥副教授，他们是本文的共同通信作者。王夏峰副研究员、黄章屏博士、邢立晓博士后、尚丽茹助理研究员和蒋娟博士后，则是该论文的共同第一作者。