癌癥疫苗是近年來的研究熱門之一，且宮頸癌疫苗已經問世，這無疑給其他癌癥疫苗研發帶來了無限希望。
2021年11月，《Naturebiomedical Engineering》發表了題為“Cancer vaccines from cryogenicallysilicified tumour cells functionalized with pathogenassociated molecularpatterns”的研究論文，展示了通過腫瘤細胞的低溫硅化來制造癌癥疫苗的技術。硅化的癌細胞可以模擬病原體的細胞激活樹突狀細胞，并促進腫瘤抗原的吞噬、加工和呈遞T細胞，最終增強免疫反應，有益于抑制癌細胞的生長。
在以往的研究中發現，癌癥可以引發腫瘤特異性免疫反應，這也是癌癥疫苗研發的可行性證據。理論上，所有的癌癥都是可以進行免疫治療的，然而在尋找癌癥的抗原時，研究人員遇到了很多困難。因為每種癌都有各自的特性，即使搞清楚了特性并且經歷千辛萬苦提取后，經常又會出現提取的抗原并不是特異性的，無法起到免疫作用。
在本研究中，研究者們利用病原體分子模式功能化修飾低溫硅化的腫瘤細胞，開發出了一種高效制備癌癥疫苗的方法。以單細胞硅藻為靈感，研究者們改進了生物硅化過程，通過低溫硅化保存了個體患者的癌癥特異性抗原。硅化材料表面的羥基化硅可以修飾病原體分子模式(PAMPs)以增強細胞免疫原性并指導下游免疫反應，有利于治療效果。這是因為樹突細胞表面的TLR蛋白可以識別PAMPs并激活免疫過程。例如，TLR-4識別來自革蘭氏陰性細菌的脂多糖(LPS)或其衍生物單磷酸基脂質A (MPL)，而TLR-9識別細菌低甲基化CpG DNA基元。
(圖注：癌細胞低溫硅化和PAMP表面功能化)
硅化癌細胞表面修飾CpG和MPL可以增強樹突細胞攝取和激活。共聚焦顯微鏡和流式細胞術證實：同活的或固定的腫瘤細胞相比，與CpG和MPL結合的硅化腫瘤細胞的樹突細胞攝取增加了9倍。
(圖注：硅化癌細胞的細胞內定位和對硅化腫瘤細胞的吞噬作用(白箭頭))
在以上體外實驗中，由于PAMPs修飾的硅化癌細胞表現出優秀的性質(增強樹突細胞攝取和激活免疫過程)，研究者們將PAMPs修飾的硅化癌細胞作為癌癥疫苗(Si疫苗)進行了體內試驗。在小鼠體內(卵巢癌模型)，Si疫苗同樣能夠產生腫瘤特異性免疫。研究者們把疫苗注射給實驗小鼠，三周后再注射活的腫瘤細胞，結果顯示：與對照組(PBS和單獨的Si細胞處理)相比，Si疫苗細胞治療的小鼠顯示出完全的腫瘤移植阻斷。
(圖注：Si疫苗的小鼠體內試驗，疫苗組(Vac)對腫瘤細胞的抑制明顯)
不僅如此，Si疫苗還有清除已有腫瘤的能力。Si疫苗與直接輻射處理(IR)和輻射癌細胞制備的的臨床疫苗(IR-vac)相比, Si疫苗組完全消除了小鼠的腹膜腫瘤，明顯優于IR和IR-vac組。Si疫苗還可以增強腫瘤相關淋巴細胞的免疫功能以及對化療的協同作用。此外si疫苗可以在室溫下脫水和儲存，在重溶時，表面結合功能基團可以根據患者進行量身定制。
(圖注： Si疫苗還有清除已有腫瘤的能力)
總而言之，研究者們創新性地提出了一種癌癥疫苗的制備方法，并在體內和體外試驗中證明了這種癌癥疫苗的可行性。與現有的癌癥疫苗制備方法相比，這種策略具有更多樣的功能和優勢，比如保持腫瘤抗原的活性和調節免疫反應的能力。值得注意的是，Si疫苗可以在室溫下脫水和儲存過程保持性能，這將大大降低癌癥疫苗的生產和銷售過程的儲存條件，促進癌癥免疫治療的發展，這將是治療癌癥方面的一場歷史性的變革!
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