KIF20A 热敏水凝胶疫苗为肝细胞癌免疫治疗带来新希望

时间:2025-02-08

作者:方驰华

来源:珠江医院

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肝细胞癌(HCC)是全球最常见的恶性肿瘤之一,尽管免疫检查点抑制剂(ICB)已成为其主要治疗方案之一,但肝细胞癌具有较低的免疫原性,导致抗肿瘤T细胞反应不强,影响ICB疗法的成功率,仅部分患者能够从中获益。因此,寻找高效的肿瘤抗原并优化疫苗递送策略成为肝细胞癌免疫治疗领域的关键挑战。

本研究中在国际上首次通过转录组测序KIF20A是HCC的适用抗原(图1),并基于KIF20A构建了温敏水凝胶疫苗。疫苗在体外展现了优异的树突状细胞激活效果,进而显著增强T细胞对肿瘤细胞球的浸润(图2)。进一步,通过免疫人源化的PDX模型,验证了疫苗的在体抗肿瘤效果,通过流式细胞术研究树突状细胞的激活程度(图3)。

图1(A)转录组测序GO富集分析;(B)转录组测序KEGG富集分析。

图2(A)流式细胞术显示经不同组疫苗处理后小鼠骨髓原代树突状细胞(BMDC)的 MHC-I 水平;

(B)经不同组疫苗处理后BMDC的 MHC-II 水平;(C)CD8a+ T 细胞浸润 Hepa1-6 细胞球的激光共聚焦图像。

图3(A)免疫人源化PDX模型治疗监测;(B)监测过程中各组肿瘤体积变化;

(C)监测过程中各组小鼠体重变化。(D)树突状细胞流式细胞术。(E)树突状细胞激活比例定量分析。

近日,珠江医院教授方驰华研究团队在《npj Vaccines》期刊上发表了题为“A KIF20A-based thermosensitive hydrogel vaccine effectively potentiates immune checkpoint blockade therapy for hepatocellular carcinoma”的研究论文。该研究报道了一种基于 KIF20A 的新型热敏水凝胶疫苗(K/RLip@Gel),能够有效激活抗肿瘤免疫反应,并显著增强PD-L1免疫检查点抑制疗法在肝细胞癌治疗中的疗效,为肝癌免疫治疗带来了新的希望,并为个体化疫苗开发提供了重要依据。该文章的唯一通讯作者为珠江医院方驰华教授,第一作者为肝胆一科赵星阳博士。

针对这一难题,方驰华团队通过转录组mRNA测序分析,首次确认Kinesin family member 20A(KIF20A)是肝细胞癌适用的免疫原性抗原,能够诱导抗肿瘤免疫应答。KIF20A作为肿瘤相关抗原(TAA),在肝细胞癌细胞中过表达状态,并与不良预后密切相关。由于其广泛表达和免疫原性,KIF20A 可能成为肝细胞癌疫苗开发的理想靶点。

基于这一发现,研究团队创新提出了一种 KIF20A 热敏水凝胶疫苗(K/RLip@Gel)。该疫苗能够有效激活免疫系统,并增强PD-L1免疫检查点抑制疗法的抗肿瘤效果。在小鼠模型中,该疫苗在肝细胞癌模型中显著提高了DC细胞成熟度,增强了CD8+ T细胞的活性和浸润能力,从而显著延缓肿瘤生长。

值得注意的是,K/RLip@Gel疫苗不仅具有强大的免疫激活能力,还展现出了良好的生物安全性。小鼠实验中,该疫苗结合 PD-L1 抑制剂可有效抑制 HCC 生长,同时无明显体重下降及组织毒性,血清生物化学指标无明显变化,说明疫苗具有较好的生物安全性。

方驰华表示:“这一研究成果为HCC免疫治疗提供了新的策略。研究创新性地开发了一种 KIF20A 热敏水凝胶疫苗(K/RLip@Gel),实现了优化疫苗递送,提高免疫应答强度;还有效联合PD-L1免疫检查点抑制剂,增强抗肿瘤效果;同时在CDX和免疫人源化PDX模型中均展现优异的治疗潜力。这一研究成果有望进一步推进KIF20A疫苗进入临床试验阶段,为HCC患者带来更精准和高效的治疗方案。”

方驰华长期从事肝脏肿瘤的基础研究与数字智能化诊疗转化应用。先后主持2004年国家自然科学基金《肝脏管道系统数字化及三维成像的研究》;2011年国家自然科学基金《国人个体化肝外胆管血供3D的研究》;2005年广东省自然科学基金研究团队项目《腹部实质脏器肿瘤64排CT扫描数据3D及可视化手术研究》。

近年来,在国家自然科学基金委员会-广东联合基金重点支持项目《原发性肝癌多模态图像辅助诊疗自动化分析的关键技术研究》(已结题)、国家重大科研仪器研制项目《小动物全身高速光声分子影像设备研制及其应用》(结题优秀通过)、国家自然科学基金天然数学基金重点专项《胰腺癌手术规划与术后评估的数学方法与演化建模(2023年结题)》资助下,方驰华团队聚焦肝癌可视化、微血管侵犯、分子荧光微小癌灶侦测、光声仪器研制及成像、特异性靶向分子探针、光热治疗等领域,潜心研究肝癌边界界定及早期肝癌的识别,创新实现了肝癌解剖性、功能性、根治性肝切除术,并以第一作者或通讯作者(含并列)发表系列研究论著。主要涉及肝脏、胰腺肿瘤靶向探针方面: Advanced Functional Materials,Journal of Nanobiotechnology,Cancer letters, ACS Nano,Biomaterials;荧光成像手术导航及三维可视化方面:Nano Today,ASO,Journal of the American College of Surgeons,International Journal of Surgery,International Journal of Surgery。这些前期医理数结合的基础研究工作为本项目的提出和实施奠定了坚实基础。

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