高效多能仿生人工抗原提呈细胞的构建及应用

T cell immunotherapy is of the superiority of specifically killing tumors instead of normal tissues, which could be hopefully used for tumor treatment. An artificial antigen presenting cell (aAPC) can be constructed by crosslinking the ligand capable of activating T cells on the surface of a fabricated carrier, and used for tumor-specific cytotxic T lymphocyte (CTL) propagation in vitro. This is a new idea for T cell immunotherapy. The existing bottlenecks of aAPC are how to improve the efficiency of CTL propagation in vitro using aAPC and how to quickly deliver CTL to a tumor. The present project is to propose a new strategy to construct an aAPC carrier with a superparamagnetic Fe3O4 nanocluster core and a shell of dendritic cell (native antigen presenting cell) membrane modified with an azide group in the light of bionics, and subsequently a high-efficiency aAPC by crosslinking T cell-activating ligand to the carrier surface via mild and efficient bioorthogonal reaction. The aAPC is capable of improving CTL propagation, quickly targeting tumors by magnetic manipulation and monitoring the immunotherapy by nuclear magnetic resonance imaging, which will intensively improve the T cell immunotherapy.

T细胞免疫治疗能够特异杀伤肿瘤细胞而不破坏正常组织，为攻克肿瘤带来了新希望。通过在人工载体表面交联可以活化T细胞的配体构建人工抗原提呈细胞（aAPC），以进行肿瘤特异性细胞毒性T细胞（CTL）的体外扩增，为T细胞免疫治疗提供了重要的新思路，目前的瓶颈在于如何提高aAPC体外扩增CTL的效率以及使CTL进入体内后迅速到达肿瘤组织。本项目提出一种全新的策略，在超顺磁性Fe3O4纳米团簇（c-Fe3O4）的可控制备和天然抗原提呈细胞（主要是树突状细胞，DC）的细胞膜叠氮基衍生的基础上，基于仿生理念制备以c-Fe3O4为核，叠氮基衍生的DC细胞膜为壳的仿生aAPC载体，进而通过高效、温和的生物正交反应交联可活化T细胞的配体，构建可高效扩增CTL，并兼具快速磁靶向及核磁共振成像监测功能的aAPC。最大程度发挥并扩展aAPC的作用，促进T细胞免疫治疗的发展。

项目拟建立温和、高效、普适性的aAPC构建新方法，确保所得到的aAPC具有特异T细胞识别、激活能力，并能促使CTL的大量扩增，用于肿瘤的T细胞免疫治疗。我们在可控制备c-Fe3O4的基础上，通过静电作用制备以c-Fe3O4为核，叠氮基功能化的白细胞膜为壳的aAPC载体，继而通过SPAAC反应构建了高活性、兼具T细胞活化能力和肿瘤治疗监测能力的aAPC，并将其应用于细胞毒性T细胞（CTL）的扩增，以及CTL的可视化活体靶向递送，实现了小鼠体内肿瘤生长抑制；建立了低pH响应的过继性T细胞与免疫抑制剂对肿瘤联合治疗系统，进一步使过继性T细胞的肿瘤抑制效果增强了280%；构建了多能仿生纳米疫苗，可有效杀伤移植瘤、转移瘤、还可抑制肿瘤转移和复发，并有很强的免疫记忆效应和肿瘤预防作用。这些研究为肿瘤免疫治疗提供了新的思路和方法。发表SCI收录论文11篇，其中影响因子>10的7篇，还有3篇正在审理中，申请发明专利1项。培养毕业博士生2名、硕士生6名、在读博士生5名、在读硕士生6名。2017年获省部级自然科学一等奖1项（排名第二）。参加学术交流会议15次，作特邀报告8个。完成了项目任务目标。