作者: 来源:纳米抗体研究重点实验室 发布时间:2025-07-01
CD8⁺ T细胞的免疫反应对于对抗传染病和肿瘤至关重要。抗原交叉呈递主要发生在树突细胞的内质网(ER),对于蛋白质疫苗诱导CD8⁺ T细胞反应至关重要。目前的研究重点是组织和细胞层面的抗原递送,而亚细胞递送则仅限于促进抗原从溶酶体逃逸到细胞质。由于缺乏小型高亲和力的内质网靶向分子,从细胞质到内质网的“最后一英里”的重要性仍然难以理解。2025年3月,一篇发表在《Nature》的文章,提供了高亲和力的ER靶向递送系统和疫苗佐剂,证明针对交叉呈现最后一英里的精确亚细胞递送可以带来质的飞跃。

【原文链接】https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40140567/
背景与目的
CD8⁺ T细胞免疫应答是机体对抗感染和肿瘤的核心环节,其中抗原交叉呈递(cross-presentation)必须依赖树突状细胞将胞外抗原精准递送至内质网(ER)完成加工。然而,现有疫苗策略仅关注组织/细胞水平的抗原递送,对“胞质→ER最后一公里”的亚细胞靶向仍缺乏高亲和力、小尺寸的ER导向分子,导致交叉呈递效率受限。本研究旨在开发基于STING激动剂的ER靶向分子(SABER),阐明其通过折叠ER膜形成“微反应器”富集交叉呈递机器的机理,并验证其在提升肿瘤新抗原与病毒保守表位CD8⁺ T细胞应答中的决定性作用。
结果与结论
1. 分子设计:以STING“开盖”构象的diABZI为母核,在苯并咪唑7-位引入可连接侧链,合成出8种SABER衍生物(ABM1-5、ABN1-2);其中ABM5的EC50=349 nM,活性与diABZI相当,且保留与抗原偶联能力。
2. 体外交叉呈递:ABM5-OVA使BMDCs表面H2-Kb(SIINFEKL)复合物MFI提高3倍,OT-I细胞扩增增加9倍;10 nM即可显著呈递,而diABZI+OVA无效。STING−/−或ER靶向破坏(ABD-S-OVA)完全取消增强效应。
3. 亚细胞定位:ABM5-OVA与STING微簇共定位于ER而非高尔基;ER分离及免疫电镜证实抗原富集于ER,并诱导ER膜折叠。
4. “微反应器”机制:STING–APEX2邻近标记显示ABM5-OVA显著富集蛋白酶体20S、TAP1等交叉呈递机器;STED与TEM观察到STING、蛋白酶体、TAP与抗原共聚于ER膜折叠区。
5. 脂质纳米颗粒(LNP)封装:ALC0315-LNP使ABM5-OVA的EC50降低10倍;人THP-1来源DC亦显示增强交叉呈递。
6. 体内免疫原性:两针免疫后,ABM5-OVA诱导OVA-tetramer⁺ CD8⁺ T细胞占比达9 %,比diABZI+OVA高9倍,比poly-I:C、ODN1018、ISCOMs高5–8倍;三针后提高至12 %(120倍)。STING−/−或Batf3−/−小鼠证实依赖STING且可利用cDC2。
7. 抗肿瘤效果:
–预防模型:ABM5-OVA完全阻止B16-OVA生长,5周存活100%;diABZI+OVA仅10%。
–治疗模型:ABM5-OVA使75 %小鼠长期存活,肿瘤生长抑制>90 %;E.G7-OVA及肺转移模型亦显著减少瘤负荷。
–新抗原疫苗:ABM5-Adpgk诱导Adpgk-tetramer⁺ CD8⁺ T细胞提高7倍,三针治愈率100 %,90天再次攻击无肿瘤生长;ABN2-M27联合anti-PD1显著抑制难治性B16F10。
8. 抗病毒效果:ABM5-SNT诱导IFN-γ⁺ CD8⁺ T细胞增加150倍;hACE2-Tg小鼠攻毒BA.5.2后肺与脑病毒载量降低100倍。作为佐剂,ABM5-SNT使RBD-Fc一次免疫即产生高滴度交叉中和抗体(WT提升10倍),并增强Th1 CD4⁺应答。
9. SABER通过高亲和力结合STING,将抗原精准拖曳至ER,并折叠ER膜形成含STING-蛋白酶体-TAP的“微反应器”,实现交叉呈递的“最后一公里”靶向。该平台对肽序列、长度及表位位置普适,在多种小鼠模型中把循环CD8⁺ T细胞应答提升7–150倍,显著优于现有STING激动剂及经典佐剂,为肿瘤新抗原与病毒保守T细胞疫苗提供了通用、高效、可转化的技术路径。
创新与意义
1. 首次提出并合成“STING激动剂-ER靶向”双功能小分子家族(SABER),解决亚细胞“胞质→ER最后一公里”无高亲和力载体的空白。
2. 发现SABER诱导STING微簇折叠ER膜,自发形成集STING-蛋白酶体-TAP于一体的“交叉呈递微反应器”,揭示空间区室化可显著加速抗原加工的新机理。
3. 建立“化学偶联-脂质纳米颗粒”两步递送策略,实现肽长度、序列及表位位置无关的通用型CD8⁺ T细胞疫苗平台。
4. 在多种难治模型(B16F10、MC38、E.G7-OVA及SARS-CoV-2 BA.5.2)中,将抗原特异性CD8⁺ T细胞比例提升7–150倍,显著优于临床常用佐剂(poly-I:C、ODN1018、ISCOMs)及单独STING激动剂。
本研究深刻揭示了内质网空间重编程在抗肿瘤与抗病毒免疫中的决定性作用,为通过干预亚细胞代谢-免疫互作来阻断癌症转移和感染开辟了新的理论和治疗方向。