脂質體裝載分子序列進入細胞 圖像來源／iStock.com/Meletios Verras
上週，我們提到疫苗是疫情緩解的重要關鍵。目前，疫苗研發與應用也越趨多樣化，之前陸續介紹了幾種不同應用的疫苗技術平台與遞送系統，除了能預防細菌、病毒傳染病（如腺病毒載體疫苗和重組蛋白疫苗或mRNA疫苗），也可用來積極治療、甚至預防疾病，例如癌症免疫療法與癌症疫苗，透過活化人體中的免疫細胞對抗癌症！
癌症已不再是不治之症，隨著科技的進步，研究人員對免疫系統與癌症之間的交互作用已有更深入的瞭解。因此可找出癌症的「特點」以設計疫苗、對抗癌症，而這個特點就是癌細胞上的「新抗原」。體內免疫系統中的抗原呈獻細胞，例如：樹突細胞，就扮演非常關鍵的角色，類似在軍隊中的偵搜情報分析部隊，能在皮膚、肺、腸胃周邊組織中辨識及捕獲入侵抗原，是處理抗原的重要細胞。當樹突細胞捕獲入侵抗原並分解成小片段後，會呈獻給殺手T細胞與輔助T細胞，啟動T細胞反應。不同於預防型疫苗，治療型癌症疫苗在傳遞系統設計上，主要就在增強遞送抗原至免疫細胞的能力或保護抗原不受破壞及排出，因此常需要在疫苗中添加免疫增強分子以強化抗原，才能活化出有效控制癌細胞生長的「殺手Ｔ細胞」；其中免疫增強分子就是專業用語「佐劑」的意思，常是疫苗的組成之一。這週，我們就來認識「脂質體（liposome）」疫苗遞送系統，並進一步瞭解如何將疫苗中的免疫增強分子與抗原，有效傳遞給樹突細胞，還有它的Ｔ細胞活化。
脂質體是一種由細胞膜相似的雙層磷脂類分子構成的晶球，因此有很好的生物相容性，可與人體細胞膜融合。脂質體可以乘載疫苗中的抗原與免疫增強分子遞送。晶球除了內部可以裝載一些分子外，其表面也可以連接附帶天線分子；進入人體後，可以被視為一個「入侵者」而啟動人體的免疫機制。
國衛院感染症與疫苗研究所劉士任博士研究團隊致力於研發治療型疫苗，在設計癌症疫苗時，讓晶球表面附帶可以容易被樹突細胞找到的「脂質抗原」，可以與樹突細胞表面上的接受器結合並吞噬於細胞中，然後刺激樹突細胞的成熟和活化；而脂質抗原的蛋白質部分，則可以誘發專一性殺手T細胞的活化。除此之外，在晶球的內部，研究團隊放入「寡核苷酸」增強樹突細胞與第一型輔助T細胞的活化；因寡核苷酸的接受器位於細胞內的液泡，所以晶球可以有效將寡核苷酸送進細胞內。
換句話說，研究團隊在晶球的內外皆設計了抗原或免疫增強分子，更能增加樹突細胞活化殺手Ｔ細胞的能力。另外，脂質抗原和寡核苷酸都是屬於帶負電荷的分子，選用帶陽離子的脂質體攜帶它們，有利穩定結構。當晶球通過靜脈注射進入實體腫瘤中，藉此活化腫瘤內部的免疫細胞；此種脂質體疫苗並有內生性佐劑的功能，不外加佐劑即有治療效果，且脂質體會緩慢釋放所攜帶的分子，延長疫苗的效果。
因為腫瘤內部的微環境是處於免疫抑制的狀態，也是免疫療法需要克服的難關，因此研究團隊掌握體內樹突細胞的成熟和腫瘤微環境的變化，在動物實驗上，發現設計出的脂質體疫苗，除了可增強腫瘤微環境中樹突細胞的活化，更降低了具有免疫抑制的調節性T細胞的數量，因而抑制了腫瘤的生長。此項研究成果對未來在設計治療性疫苗上，提供了重要的理論基礎；目前，此項技術已應用於登革熱疫苗以及人類乳突病毒治療型疫苗的開發上。
參考資料：
- 《國衛院電子報》第851期 研究發展
- 《國衛院電子報》第627期 人事動態
- Liposomal TLR9 agonist combined with TLR2 agonist-fused antigen can modulate tumor microenvironment through dendritic cells. Shen, KY; Liu, HY; Yan, WL; Wu, CC; Lee, MH; Leng, CH; Liu, SJ. Cancers. 2020 Apr;12(4):Article number 810.
撰文者／劉盈秀、李岳倫
研究資料及圖片來源／沈冠印、劉士任
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