《Chemical Engineering Journal》：Boron neutron capture therapy-driven secretory-autophagy sorting of immunogenic cargo into extracellular vesicles converts tumors into precision autologous vaccines
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硼中子俘获治疗（BNCT）与工程化外泌体（BEV）结合，通过高线性能量转移中子辐照诱导免疫原性细胞死亡（ICD），同时激活分泌自噬以选择性富集新抗原和损伤相关分子模式（DAMPs），有效增强树突状细胞成熟和肿瘤特异性T细胞反应，显著抑制肿瘤生长并延长生存期，为个性化癌症免疫治疗提供新策略。
潘欣|吕林文|胡志良|王佳毅|梁浩军|万嘉欣|张俊辉|严瑞宇|李娟|常雅楠|白雪|张璐|邢庚梅|陈奎
中国科学院高能物理研究所纳米材料生物医学效应与纳米安全重点实验室，北京，100049，中国
摘要
自体肿瘤疫苗能够克服抗原异质性问题，但受到免疫原性较弱以及存活肿瘤细胞可能持续存在的限制。本文介绍了一种基于硼中子捕获反应工程改造的细胞外囊泡（BEV）作为下一代纳米级疫苗平台，该平台利用高线性能量转移中子辐照诱导免疫原性细胞死亡，同时通过分泌性自噬实现选择性物质分选。BNCT触发由自噬介导的转录和翻译后程序，产生大量缺乏复制能力但富含新抗原和损伤相关分子模式的细胞外囊泡。BEV能够有效激活树突状细胞并激发肿瘤特异性T细胞反应，在预防性治疗中显著抑制肿瘤生长并延长生存期。该策略将局部肿瘤消融与全身免疫激活无缝结合，展现出优异的安全性。因此，BNCT被重新定义为一种双重作用模式，可将辐照后的肿瘤转化为精确的自体肿瘤疫苗，为个性化癌症免疫治疗提供可行的临床途径。
引言
癌症免疫治疗旨在诱导针对肿瘤抗原的免疫反应[1]，自体肿瘤疫苗作为一种递送患者特异性肿瘤抗原并克服免疫耐受性的策略而受到关注[2]。然而，这些疫苗面临两个关键挑战[3]：(1)向抗原呈递细胞（APCs）提供全面的抗原谱以应对肿瘤异质性[4]；(2)将免疫抑制性的肿瘤微环境转化为免疫支持性环境，这通常需要免疫原性细胞死亡（ICD）[5]。
全肿瘤细胞疫苗直接解决了抗原覆盖范围的问题[6]，但受到微米级细胞碎片阻碍树突状细胞（DCs）吞噬作用以及残留存活肿瘤细胞可能导致肿瘤形成的风险[7]。肿瘤来源的细胞外囊泡（TDEVs）因其纳米级结构、天然肿瘤抗原谱、高效的淋巴结归巢能力和缺乏复制能力而成为有前景的替代方案[8]。然而，天然TDEVs的免疫刺激效力往往不够理想，需要通过工程改造来增强其免疫原性[9]。辐射已被探索作为诱导ICD和增加TDEV产生的方法，因为它能触发损伤相关分子模式（DAMPs）和肿瘤抗原的释放[10]。然而，ICD诱导的效率和效果仍不尽如人意，亟需更有效的方法[11]。
本文介绍了一种基于硼中子捕获反应工程改造的细胞外囊泡（BEV）作为下一代疫苗平台。这一创新方法利用了硼中子捕获疗法（BNCT）的独特机制，BNCT是一种高线性能量转移（LET）辐射方式，通过局部释放高能α粒子和反弹的锂核诱导密集的DNA双链断裂及显著的细胞应激。BNCT不仅能有效诱导免疫原性细胞死亡，还能增强新抗原和DAMPs的暴露，从而构建出具有增强免疫治疗潜力的强大疫苗平台。值得注意的是，BNCT还能独特地激活分泌性自噬，这一过程对高效抗原捕获和囊泡生成至关重要，从而产生大量BEV。同时，BEV通过分泌性自噬实现物质分选，这一机制促进了BEV驱动的DCs激活。这种综合方法在体内实现了显著的局部肿瘤控制和全身免疫激活。
材料
材料
E-抗小鼠CD8a (#100708) 由北京Dakewe Biotech有限公司提供。PE-抗CD80抗体 (#E-AB-F0992J) 和 FITC-抗CD86 (#105005) 由Elabscience提供。100 mm玻璃底培养皿购自NEST Biotechnology有限公司。Hoechst33342购自北京Lablead有限公司。
动物和细胞
C57BL/6（雌性，18–20 g）由北京Vital River Laboratory Animal Technology有限公司提供。
统计分析
所有结果以平均值±标准差表示。数据分析使用IBM SPSS统计软件（美国芝加哥）完成。组间差异通过方差分析（ANOVA）进行。统计显著性阈值设定为*p<0.05、**p<0.01、***p<0.001、****p<0.0001。
通过细胞外囊泡增强辐射诱导的免疫原性
细胞外囊泡（EVs）是细胞持续释放的纳米至微米级别的生物活性颗粒，可作为肿瘤抗原的天然载体，具有免疫激活功能[13][14][15]。基于我们之前的研究发现（不同类型的辐射（紫外线、X射线、中子）普遍能增加EV的分泌和树突状细胞的刺激能力[16]），我们在K7M2细胞中使用紫外线辐照作为特定的辐射应激源，以探究EVs的功能异质性与尺寸之间的关系。
讨论
辐射诱导的自体肿瘤疫苗为个性化癌症免疫治疗提供了有前景的途径，但其临床转化受到抗原加载效率低、免疫原性不稳定以及存活肿瘤细胞可能重新引入等问题的限制。BNCT具有高线性能量转移和空间限制性的剂量沉积特性[39]，为克服这些限制提供了物理基础。本研究证明，BNCT不仅能够有效杀死肿瘤细胞
结论
总之，我们的研究发现表明BNCT是一种双重作用平台，既能消融肿瘤，又能生成强效的自体癌症疫苗。通过将细胞死亡方式重新编程为依赖分泌性自噬的免疫原性细胞死亡，BNCT产生的BEV富含新抗原和DAMPs，同时消除了存活肿瘤细胞污染的风险。这些囊泡能有效激活树突状细胞，促进CD4+和CD8+ T细胞的系统扩散和肿瘤间浸润。
CRediT作者贡献声明
潘欣：撰写 – 审稿与编辑、原始稿撰写、项目管理、方法学设计、实验实施、数据分析、数据整理。
吕林文：撰写 – 审稿与编辑、结果验证、方法学设计。
胡志良：数据整理、数据分析、方法学设计、结果验证、撰写 – 审稿与编辑。
王佳毅：撰写 – 审稿与编辑、方法学设计。
梁浩军：撰写 – 审稿与编辑、方法学设计。
万嘉欣：撰写 – 审稿与编辑、结果验证。
张俊辉：撰写 – 审稿。
伦理声明
本研究获得了中国科学院动物伦理委员会的批准（批准编号：IHEPLLSC202005）。所有动物均按照相关规定进行饲养和实验。
资助
本工作得到了以下机构的资助：
国家自然科学基金（项目编号：U23A20461）、
国家重点研发计划（项目编号：2021YFA1201204）、
北京Nova计划（项目编号：20230484398）、
广东省基础与应用基础研究基金（项目编号：2022A1515140037）、
先进药物递送与释放系统国家重点实验室（项目编号：DSQZ-ZD-202302）、以及北京同步加速器支持的方向性制度化科学研究平台。
未引用的参考文献
[19], [33]
利益冲突声明
作者声明不存在可能影响本文研究的已知财务利益或个人关系。
