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疫苗设计可以显着改善癌症免疫疗法

西北大学的一个研究小组调查了一组球形核酸(SNAs),它们具有刺激癌症免疫反应的潜力。通过在多种动物模型上测试一系列成分相同但结构不同的疫苗后,研究人员发现一种疫苗中SNA的结构明显优于其他疫苗,其范围从无效到接近治愈。

具有优越结构的疫苗完全消除了30%的动物的肿瘤并提高了它们从癌症中获得的总体存活率。疫苗还保护动物免于重新出现肿瘤。

“这一观察结果显示了化学结构的重要性以及活性成分在疫苗设计中的三维呈现,”西北大学的Chad A. Mirkin说,他是该研究的共同领导者。“这些信息将有助于我们合理地设计可以提高最强可能的抗癌免疫反应的SNA疫苗。拥有明确的设计策略也将加速开发针对多种癌症和其他潜在疾病的疫苗。“

该研究将于5月6日在美国国家科学院院刊上在线发表。

Mirkin是西北大学Weinberg艺术与科学学院的George B. Rathmann化学教授,也是国际纳米技术研究所所长。他与西北大学Feinberg医学院医学和微生物学 - 免疫学教授张斌和西北麦考密克工程学院化学和生物工程研究助理教授Andrew Lee共同领导了这项研究。

癌症免疫疗法人为地刺激患者的免疫系统以发现和攻击疾病。到目前为止,新的免疫疗法,称为检查点抑制剂,通过释放被肿瘤抑制的免疫反应起作用。但它们仅对某些类型的癌症和一小部分患者有效。

“另一个可能更强大的方法是用治疗性疫苗提高和增强免疫反应,”Lee说。“然而,这种方法需要在疫苗设计方面取得突破,以释放其在临床治疗癌症方面的潜力。”

SNA的发展可能是人们一直在等待的突破。由Mirkin发明的SNAs是合成的球状 - 而非线性 - 围绕纳米粒子核心的DNA和RNA形式。这种微小的结构直径大约50纳米,具有进入细胞(包括免疫细胞)的能力,可用于靶向治疗。

在该研究中,西北大学的研究小组比较了具有不同结构但具有相同肽,DNA和其他一般成分的SNA。所有疫苗都包括抗原(一种被免疫反应识别和靶向的物质)和一种佐剂(一种增强机体对抗原的免疫反应的物质)。在这种情况下,DNA是佐剂,肽是抗原。

在每种疫苗中唯一改变的是肽抗原的位置,其位于SNA的核心中,散布在DNA中或附着在DNA上。这些变化导致免疫系统识别和处理分子线索的方式存在重大差异,最终影响疫苗产生的免疫应答的质量。在该研究中,散布有DNA的肽抗原表现最佳。

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