光动力疗法诱导的免疫原性细胞死亡具有产生自体肿瘤疫苗的潜力。然而，肿瘤的先天或进化的遗传耐受性限制了这种方法的效力。

2025年10月22日，四川大学巩长旸、复旦大学罗资超及新加坡国立大学刘小钢共同通讯在Nature Biomedical Engineering（IF=26.6）在线发表题为“A HO-1 gene knockout using a NanoCRISPR scaffold suppresses metastasis in mouse models”的研究论文，该研究报道了一种基于血红素加氧酶-1 (HO-1)的基因编辑的可遗传纳米平台的发展。该平台有效地消除了肿瘤中对活性氧物种的遗传耐受性，而不会对主要免疫细胞产生不利影响，从而产生对自体疫苗的强大而持久的免疫反应。这种纳米CRISPR支架可以遗传对肿瘤子代的易感性，将异质恶性肿瘤转化为反应性氧物种敏感表型。此外，NanoCRISPR支架内的精氨酸接枝聚乙烯亚胺模块和CpG基序通过放大抗原生成、促进T细胞增殖和激活癌症模型中的适应性免疫反应来增强癌症免疫循环。当与αPD-L1抗体结合时，基于NanoCRISPR支架的可遗传纳米平台在体内黑色素瘤小鼠模型中引发抗肿瘤免疫和持久的免疫记忆。这种联合治疗唤起了针对肿瘤再攻击的强大免疫记忆，为癌症疫苗方案的合理开发提供了见解。

光动力疗法(PDT)可诱导活性氧(ROS)介导的免疫原性细胞死亡(ICD ),释放内源性肿瘤相关抗原、新抗原和损伤相关分子模式。在这种情况下，光动力疗法已经成为一种非侵入性的原位疗法，可以引发自体疫苗的产生。已经进行了许多努力来改善用于肿瘤治疗的PDT中的免疫反应。策略包括解决肿瘤缺氧、加强光暴露、延长照射持续时间和增强光敏剂吸收，以提高光动力疗法的有效性，并通过更高的活性氧生成增加ICD。然而，这些策略很难在ROS抗性肿瘤细胞中实施，尤其是在异质性肿瘤中。这种限制来自固有的肿瘤抗性和获得性适应性抗性，它们大大削弱了ICD诱导。遗憾的是，这些可遗传的耐受性可以遗传给后代，使得残留的肿瘤细胞越来越难以经历ICD，即使使用第二剂PDT。因此，ROS抗性克隆在残留肿瘤中占优势，从而减少ICD的产生，并可能作为肿瘤复发和远端转移的种子细胞。因此，需要根除肿瘤对ROS的抗性并获得可遗传的ROS易感性，这对于PDT治疗的ICD代是有益的，因为它诱导了强大和持久的抗肿瘤免疫。

CRISPR–Cas9系统是一种广泛使用的基因组编辑工具，它为主动控制哺乳动物的遗传基因开辟了一条新的途径。与药物或RNA干扰介导的瞬时调节不同，CRISPR–Cas9编辑的细胞及其后代具有一致的遗传特征，这表明这种技术的整合可能是一种实用的疫苗接种策略，以克服谱系耐药性。然而，它需要采取综合和合作的方法来消除肿瘤对其他常规治疗的耐受性，如化疗、光热治疗和PDT。尽管取得了巨大进展，但由于多种生理障碍，包括血液干扰、细胞膜堵塞和溶酶体捕获，使用CRISPR–Cas9技术很难实现原位肿瘤疫苗接种的有效消除耐药性。此外，CRISPR–Cas9系统的靶位点位于细胞核内的基因组中。因此，为CRISPR–Cas9系统开发智能胞质传递平台以消除肿瘤耐受性至关重要。

AVAX的设计策略（图源自Nature Biomedical Engineering ）

在这项研究中，研究人员描述了一种基于纳米CRISPR支架原位生产自体肿瘤疫苗的可遗传策略。纳米CRISPR支架可以根据长血液循环、肿瘤识别、增强的细胞内化和溶酶体逃逸的能力来克服体内的生物屏障，并显示了多功能纳米CRISPR模块的合作，这有助于自体疫苗效果的强激活。这些优点使得纳米CRISPR支架能够破坏针对ROS的肿瘤遗传耐受性，并遗传对肿瘤子代的易感性，从而导致免疫原性杀伤效应放大，免疫激活增加约10倍。静脉给药后，AVAX通过利用综合肿瘤抗原和损伤相关分子模式分子作为自体疫苗库的能力，使肿瘤微环境发炎并引发抗肿瘤免疫反应。此外，AVAX和αPD-L1阻断的组合导致了强大的全身性免疫激活和持久的免疫记忆，这显著抑制了肿瘤复发、远处肿瘤生长和肺转移，并防止了小鼠的肿瘤再攻击。总之，该研究创新性提出“利用基因编辑技术的遗传效应长效消除肿瘤耐受”，为实体瘤免疫治疗提供了新策略。

参考信息：https://www.nature.com/articles/s41551-025-01518-1