利用植物病毒训练免疫系统杀死癌症

在《细胞生物材料》发表的一项研究中，由加州大学圣地亚哥分校化学与纳米工程师领导的团队深入探究了豇豆花叶病毒（CPMV）如何与其他植物病毒不同，能独特地有效激活人体免疫系统识别并攻击癌细胞。

临床前研究表明，CPMV在多种小鼠模型及犬类癌症患者中展现出强大的抗肿瘤效果。当直接注射到肿瘤内部时，CPMV疗法会募集先天免疫细胞——如中性粒细胞、巨噬细胞和自然杀伤细胞——进入肿瘤微环境以摧毁癌细胞。同时，它激活B细胞和T细胞，建立系统性、长效的抗肿瘤免疫记忆。这种免疫再激活不仅能清除目标肿瘤，还能训练免疫系统追捕体内其他部位的转移性肿瘤。

"令人着迷的是，只有CPMV而非其他植物病毒能激发抗肿瘤反应，"加州大学圣地亚哥分校雅各布斯工程学院化学与纳米工程系Aiiso Yufeng Li讲席教授、本研究通讯作者Nicole Steinmetz表示。

"这项工作揭示了CPMV高效作用的机制，"研究第一作者、Steinmetz实验室化学与纳米工程博士生Anthony Omole指出，"最令人振奋的发现是：尽管人类免疫细胞不会被CPMV感染，却会对其产生响应并重编程至激活状态，最终训练这些细胞识别并清除癌细胞。"

将CPMV应用于人类癌症治疗的关键问题在于：为何这种植物病毒具有如此卓越的抗癌效力？

为探究此问题，Omole、Steinmetz与美国国家癌症研究所纳米技术表征实验室的同事对CPMV和豇豆褪绿斑驳病毒（CCMV）进行了并排比较。后者是CPMV的近缘病毒，但瘤内给药时不表现抗肿瘤效应。两种病毒形成尺寸相似的纳米颗粒，且被人类免疫细胞摄取的速率相近。然而进入细胞后，二者产生截然不同的结果。

研究团队发现CPMV能刺激I型、II型和III型干扰素——这些蛋白质具有公认的抗癌特性。"这尤其值得关注，因为最早的癌症免疫治疗药物中就包含重组干扰素，"Omole强调。而CCMV仅刺激一组无法实现有效肿瘤清除的促炎性白细胞介素。另一差异在于病毒RNA在哺乳动物细胞内的处理方式：CPMV RNA存续时间更长，并能递送至内溶酶体，在此激活Toll样受体7（TLR7）——该受体是启动抗病毒（更重要的是抗肿瘤）免疫应答的关键元件；而CCMV RNA则无法到达此激活位点。

CPMV还具有成本效益优势：不同于许多需要复杂昂贵生产工艺的疗法，CPMV可通过分子农业技术生产。"仅需阳光、土壤和水就能在植物中培育，"Omole解释道。

该团队正致力于推动CPMV进入临床试验阶段。

"本研究为CPMV的作用机制提供了重要见解。我们正严谨推进后续工作，确保筛选出兼具抗肿瘤效力与安全性的最优候选方案，"Steinmetz表示，"当前正是将这项研究从实验室推向临床试验的关键时机。"

本研究部分获得美国国立卫生研究院（NIH资助号R01 CA224605、R01 CA253615、R01 CA274640）、美国癌症协会、F.M. Kirby基金会、Mission Boost基金（MBGI-23-1030244-01-MBG）、加州大学圣地亚哥分校Shaughnessy纳米免疫工程基金（nanoIE）、圣地亚哥奖学金基金、阿尔弗雷德·P·斯隆基金会少数族裔博士计划（MPhD，G-2020-14067），以及由美国国家癌症研究所（隶属NIH，合同号75N91010D00024）资助的弗雷德里克国家癌症研究实验室的支持。

Story Source:

Materials provided byUniversity of California - San Diego.Note: Content may be edited for style and length.

Journal Reference:

Anthony O. Omole, Hannah S. Newton, Edward Cedrone, Kimia Nematpour, Shaojun Xie, Yongmei Zhao, Bao Tran, Marina A. Dobrovolskaia, Nicole F. Steinmetz.Comparative analyses for plant virus-based cancer immunotherapy drug development.Cell Biomaterials, 2025; 1 (6): 100095 DOI:10.1016/j.celbio.2025.100095