Nat Nano：噬菌体助力安全经济的肿瘤免疫疗法

临床试验中使用的PD-1/PD-L1抑制剂大多为单克隆抗体，存在一些缺点，包括高昂的费用和较低的肿瘤靶向能力，从而导致不良反应。此外，尽管PD-L1存在于肿瘤细胞中，但也存在于一些正常细胞中，包括造血细胞（例如，树突状细胞和巨噬细胞）和非造血细胞（例如，角化细胞、血管内皮细胞和胰岛细胞）。因此，缺乏肿瘤靶向能力的PD-L1抑制剂可能会引起发热、疲劳、全身肌肉疼痛、免疫性肺炎、免疫性肠炎、免疫性肝炎和免疫性心肌炎等副作用15。因此，迫切需要开发一种成本效益高的肿瘤靶向PD-1/PD-L1抑制剂。

随着对噬菌体的研究发现，它们在健康人体内自然存在，并且在人类患者中能够治疗疾病，且没有明显的副作用，本文将一种丝状的fd噬菌体开发成PD-1/PD-L1阻断剂，这种方法比传统的中和分子（如肽或单克隆抗体）更有效，后者不能靶向癌细胞和肿瘤组织，用于癌症免疫疗法。fd噬菌体成本低廉，因为它可以在发酵罐中通过让其感染大肠杆菌并进行数小时的放大来大量生产。此外，可以识别出一种与PD-L1结合的肽，可以将其与pVIII融合，构成噬菌体的侧壁。因此，一个fd噬菌体可以展示多达约3,900个PD-L1阻断剂副本，进一步降低治疗成本，并可能提高免疫治疗的疗效。

此外，众所周知，丝状噬菌体与哺乳动物细胞具有生物相容性。 作者首先从噬菌体文库中筛选出一个与PD-L1结合的肽和一个黑色素瘤靶向肽。然后，我们分别将它们展示在fd噬菌体的侧壁和尖端。为了发现能够识别PD-1靶向表位的PD-L1结合肽，我们改进了传统的生物淘选，从而发现了一个最佳的PD-L1结合肽HH（序列为HWFHRHH），它可以抑制PD-1/PD-L1的识别，一旦将其展示在噬菌体上即可触发免疫疗法 。 作者还修订了传统的生物淘选以发现一种能够定位于肿瘤组织并与癌细胞表面结合的肽。 首先通过尾静脉将噬菌体文库注射到黑色素瘤小鼠（源自B16-F10）体内，以识别肿瘤靶向噬菌体（如图4a步骤b-d所示），然后进一步将其作为子文库与B16-F10黑色素瘤细胞相互作用，以识别肿瘤靶向肽IP（序列为INQDARTMVMVP）（如图4a步骤e-g所示）。最后，我们通过基因融合将肽IP和HH连接到pIII和pVIII上。接下来，他们将fd噬菌体与HH噬菌体融合，生成一种具有双重功能的噬菌体，称为fd-HH-IP（图1c）。当将fd-HH-IP噬菌体通过静脉注射注入B16-F10黑色素瘤小鼠模型体内时，体内实验表明它能够靶向黑色素瘤肿瘤并与PD-L1结合，阻断PD-1/PD-L1的识别，通过免疫疗法显著抑制肿瘤生长。

图1. 噬菌体展示PDL1结合肽和黑色素瘤靶向肽，用于经济高效的靶向ICB疗法

图2. 噬菌体展示筛选PD L1结合肽

图3. 噬菌体展示筛选PD L1结合肽，瘤内注射后，能抑制黑色素瘤

图4. 噬菌体展示筛选黑色素瘤靶向肽

图5. 噬菌体展示PD L1结合肽和黑色素瘤靶向肽，用于黑色素瘤治疗