圣地亚哥加利福尼亚大学(UC)的科学家开发出一种实验性疫苗，可以抑制转移性癌症向肺部的扩散。该疫苗的关键成分是纳米粒子，这些纳米粒子被设计用于靶向已知在癌症生长和扩散中发挥核心作用的蛋白质。该疫苗显着减少了小鼠转移性乳腺癌和皮肤癌向肺部的扩散。它还提高了转移性乳腺癌小鼠在手术切除原发肿瘤后的存活率。

该研究结果发表在《美国国家科学院院刊》上，题为“针对S100A9的病毒纳米颗粒疫苗可减少肺肿瘤播种和转移”。

研究人员写道：“转移性癌症占所有癌症相关死亡的90%，并且仍然是癌症治疗中最严峻的挑战之一。”“越来越多的数据表明，S100A9作为炎症的主要调节因子，在癌症进展和转移中发挥着核心作用，特别是在肺部，S100A9在肺部形成了转移前的生态位。因此，我们开发了一种源自植物病毒和病毒样颗粒的针对S100A9的疫苗。使用多个肿瘤小鼠模型，我们证明了S100A9候选疫苗在预防肺部肿瘤种植和转移性疾病生长方面的有效性。”

由加州大学圣地亚哥分校雅各布斯工程学院纳米工程学教授NicoleSteinmetz博士领导的团队开发了一种候选疫苗，可以在S100A9失控时调节其水平。当皮下注射时，该疫苗刺激小鼠的免疫系统产生针对S100A9的抗体。该疫苗还增加了具有抗肿瘤特性的免疫刺激蛋白的表达，同时降低了免疫抑制蛋白的水平。

“众所周知，S100A9在肺部形成所谓的转移前生态位，创造一个允许肿瘤播种和生长的免疫抑制环境，”该研究的第一作者、来自Steinmetz实验室的加州大学圣地亚哥分校生物工程博士校友YoungHun(Eric)Chung说。。“通过降低S100A9水平，我们可以有效地抵消这种转移前生态位的形成，从而减少癌细胞对肺部的吸引力并增加其清除率。”

“这是一种聪明的、新的疫苗接种方法，因为我们不是针对肿瘤细胞，而是针对肿瘤微环境，从而防止原发肿瘤产生新肿瘤，”加州大学圣何塞分校的创始主任斯坦梅茨说。迭戈纳米免疫工程中心和该大学材料研究科学与工程中心(MRSEC)的共同负责人。“我们本质上是在改变整个免疫系统，使其更具抗肿瘤能力。”

该疫苗由一种名为Qbeta的细菌病毒制成的纳米颗粒组成。纳米颗粒从大肠杆菌中生长并分离。随后，一块S100A9蛋白附着在表面。

“通过这种形式的免疫疗法，我们不一定会消除所有蛋白质，但我们会降低各处的水平，”斯坦梅茨说。

该疫苗在黑色素瘤和三阴性乳腺癌的转移性小鼠模型中进行了测试。首先给健康小鼠注射疫苗，然后通过静脉注射用黑色素瘤或三阴性乳腺癌细胞进行攻击。与未接种疫苗的小鼠相比，接种疫苗的小鼠肺部肿瘤生长显着减少。在未接种疫苗的小鼠中，注射的癌细胞在全身循环，最终定位在肺部形成转移性肿瘤。

研究人员指出，这种疫苗策略是对抗肿瘤扩散，而不是原发性肿瘤本身。

“虽然S100A9确实在某些原发性肿瘤中过度表达，但它主要表现在转移性疾病和进展中，”Chung说。“该蛋白质参与免疫抑制肿瘤微环境的形成。因此，我们发现我们的疫苗在减少转移方面更有效，而不是在减少原发肿瘤的生长方面更有效。”

“这些发现与临床最相关，因为它们密切模拟了现实生活中可能发生的情况，”斯坦梅茨说。“例如，被诊断患有侵袭性癌症的患者接受肿瘤切除手术可能面临复发和肺部转移的风险。我们设想这种疫苗可以在手术后注射，以防止转移性疾病的复发和发展。”

在疫苗进入人体试验之前，需要进行更全面的安全性研究。

“S100A9是肺部内的一种内源性蛋白质，目前还没有大量数据可以证明S100A9被废除后会发生什么，”Chung说。“我们知道S100A9对于清除病原体很重要，未来的研究应该更好地测试降低S100A9水平是否会降低患者抵抗感染的能力，尤其是免疫系统可能较弱的癌症患者。”

未来的工作还将探索该疫苗与其他癌症疗法联合使用时的有效性，旨在提高其针对难以治疗的癌症的疗效。

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