Nature！一种新的癌症疫苗策略，规避MHC抗原呈递下调的影响

研究人员开发了一种针对MICA和MICB应激蛋白的疫苗，这些蛋白在癌症细胞DNA损伤时表达上调，但在健康细胞中很少表达。NKG2D与MICA/B的结合激活NK和CD8 T细胞的细胞毒性；然而，肿瘤细胞可以通过脱落MICA/B来逃避这种反应。脱落降低了MICA/B的细胞表面表达水平，从而诱导NKG2D受体内化，导致NK细胞功能抑制。

该疫苗为脱落位点MICA/B中保守的α3结构域，旨在触发T细胞和NK细胞反应。研究人员还使用了一种含有GM-CSF和佐剂CpG ODN 1826的可生物降解的介孔二氧化硅棒纳米颗粒（MSR）进行疫苗递送，这已被证明可以增强免疫反应。

由于小鼠NKG2D受体与人类MICA/B蛋白结合，MICB（或MICA）在小鼠癌症细胞系中表达。此外，为了提供模拟中心耐受的环境，将人类MICB基因插入小鼠中，用于体内实验。用MICBα3结构域疫苗免疫诱导MICB肿瘤结合抗体和抗MICB CD4和CD8 T细胞应答。从接种MICB疫苗的小鼠中发现少量血清抑制了细胞系上MIC的脱落，并增加了MICA/B蛋白水平。在体内也检测到MIC的稳定，导致B16F10肿瘤上MICB表面表达增加。

该疫苗对表达MICA或MICB的皮下荷瘤B16F10和EL4的肿瘤有效，甚至在免疫四个月后也能提供完全的保护，免受肿瘤复发。为了测试该疫苗在癌症转移中的疗效，小鼠在手术切除B16-BL6（MICB）黑色素瘤和4T1（MICB）三阴乳腺癌症模型中的原发肿瘤后，接受该疫苗免疫接种，这些肿瘤容易发生转移。手术后一个月，接种疫苗减少了肺转移的数量和大小。

为了进一步评估疫苗的作用机制，在B16F10（MICB）荷瘤的黑色素瘤模型中研究肿瘤微环境（TME）。接种疫苗的小鼠的TME含有高百分比的效应淋巴细胞，而CD4 T细胞中的Treg比率降低。CD4和CD8 T细胞表达较高水平的NKG2D和CXCR6，以及较高水平的IFNγ、TNFα和Ki67。相反，PD-1、CTLA-4、TIM3、TIGIT和LAG3在接种疫苗的小鼠TME中CD8 T细胞上的表达低于对照组。当用针对α3结构域的抗-MICA/B抗体代替疫苗治疗小鼠时，没有观察到这些效果。

单细胞测序RNAseq分析显示，骨髓细胞在对照组中最为丰富，而T细胞和NK细胞在接种组的肿瘤中占主导地位。TCRseq分析显示，接种组CD4和CD8 T细胞群的克隆扩增。CD4和CD8 T细胞的激活相关基因水平增加，CD4 T细胞上调Th1标志基因，CD8 T和NK细胞的CXCR3表达增加，并且CD4和CD8 T细胞都具有更高水平的CXCR6。此外，ILC1s、Xcl1⁺NK细胞和细胞毒性NK细胞扩增。

为了测试疫苗在肿瘤细胞中抗原呈递受到影响的情况下是否也有效，研究人员在MHC-I（B2m-/-）、MHC-II（H2-Aa-/-）或IFNγ受体（ifngr1-/-）缺失的B16F10（MICB）肿瘤中测试了疫苗。在这些情况下，该疫苗也是有效的，50-75%的小鼠在第100天肿瘤消除。细胞耗竭实验表明，CD4 T细胞和NK细胞对B2m-/-模型的疗效至关重要，CD4 T细胞是NK细胞流入所必需的。

为了进一步评估CD4 T细胞如何影响NK细胞浸润，Badrinath等人研究了TME中的树突状细胞（DC）亚群。接种疫苗的小鼠在肿瘤引流淋巴结（TDLN）中具有较高水平的迁移性cDC1和cDC2，当CD4 T细胞耗竭或CD40配体阻断时，这种作用消除。这些TDLN-DCs上调了与干扰素反应、淋巴细胞趋化性和活化相关的基因。在肿瘤中，接种疫苗的小鼠的cDC1水平也高于对照组。为了评估cDC1在NK细胞向肿瘤募集中的作用，使用了Xcr1^DTR小鼠，其中cDC1可以使用白喉毒素特异性耗竭。DC的耗竭减少了NK细胞以及CD4和CD8 T细胞的肿瘤浸润。

为了评估疫苗诱导的抗MICB抗体是否影响DC功能，将DC与具有B2m突变的辐照B16F10（OVA）肿瘤细胞共培养，禁止抗原呈递给OT-1 CD8 T细胞。来自免疫小鼠的纯化血清增强了CD8 T细胞在这些培养物中的增殖，表明抗体可以增强对其他肿瘤细胞抗原的反应。从携带B16F10（MICB）黑色素瘤的MICB接种小鼠中分离的CD8 T细胞在体外识别gp100黑色素瘤肽并增殖。此外，gp100特异性的pmel-1 T细胞在免疫小鼠的TDLN中增殖。当cDC1s在pmel-1 T细胞转移之前被耗尽时，这种效应降低。从免疫小鼠的TDLN中分离的DC在没有抗原的情况下，可以在体外诱导pmel-1 CD8 T细胞增殖。

最后，研究人员开始在猕猴身上测试疫苗的安全性和免疫原性。猕猴用MICA/B α3结构域疫苗接种，并检测毒性，免疫导致产生抗MICA和抗MICB抗体，增强疫苗剂量可以显著提高抗体滴度，免疫接种后未观察到临床不良事件，说明其具有良好的免疫原性和安全性。

因此，MICA/B疫苗诱导T和NK细胞免疫，防止MICA/B脱落，并导致抗原交叉呈递和表达增加。鉴于该疫苗在小鼠模型中的高效性及其在灵长类动物中的安全性，目前正在计划对该疫苗进行临床试验。