亚单位疫苗通常通过4步体内级联反应（DUMP级联）产生有效的细胞介导的免疫反应：（1）引流至淋巴结；（2）树突状细胞（DC）的摄取；（3）DC的成熟度；（4）将肽-MHC I复合物呈递给CD8 T细胞。尚不清楚疫苗载体如介孔二氧化硅纳米粒子（MSN）的物理性质如何影响这种级联反应。四川大学华西药学院孙逊和高分子科学与工程学院张凌合作制造了具有不同孔径（7.8 nm，10.3 nm和12.9 nm）的80 nm MSN，并在其中装载了卵清蛋白抗原。结果表明，具有不同孔径的这些MSN在DUMP级联的前三个步骤中同样有效，但是具有较大孔径的MSN则具有更高的交叉呈递效率（步骤4）。载有B16F10肿瘤抗原的大孔MSN产生最强的抗肿瘤作用。这些结果证明了靶向淋巴结的大孔MSN有望成为免疫激活和癌症疫苗接种的载体。
亚单位疫苗通常仅诱导体液免疫反应，但是适当的递送囊泡可以通过成功地引导DUMP级联反应来促进细胞免疫反应。使每个步骤的效率最大化对于实现较高的总体免疫反应非常重要。长期以来，MSN一直用作小分子核酸和蛋白质药物的递送载体。近年来，MSN作为疫苗输送系统也受到关注。但是，由于其相对较大的粒径，目前正在研究的MSN具有较弱的淋巴结靶向能力。在这项研究中，作者构建了三种类型的MSN，它们的直径均为80 nm左右，但具有三种不同的孔径，并评估了每种MSN将模型抗原OVA转运至引流淋巴结的能力。结果发现合成的MSNs显着增强了DUMP级联的每个步骤，从而增强了抗体和T细胞反应。此外，具有较大孔的OVA @ MSN比具有较小孔的OVA @ MSN具有更强的免疫反应和抑瘤作用。发现MSNs-L的优异性能与其更好的抗原交叉呈递能力有关，这是DUMP级联的最后一步。
在这项研究中，发现OVA @ MSN的内化主要通过清道夫受体介导，该受体在DC上高度表达。清道夫受体的大多数配体是聚阴离子，据报道，这种内吞途径会将内化的颗粒转移到溶酶体中，从而限制了MHC II的表达。作者合成的MSNs通过产生ROS引起内体/溶酶体膜的破裂，帮助MHC I限制的呈递状态从溶酶体降解中逃脱。当介孔孔径减小时，ROS的产生增加。这与细胞毒性的结果一致，因为ROS通常被认为是细胞毒性的一个重要因素。
合成的OVA @ MSNs引起了强效的体液和细胞免疫反应，这与它们靶向淋巴结，由淋巴结驻留的DC摄取以及这些DC成熟的优越能力相一致。DC是激活初始T细胞并启动主要免疫反应的唯一APC类型。CD8a CD11c 和CD11b CD11c DC是淋巴结中最重要的两种DC类型。CD8a CD11c DC通过交叉呈递将带有MHC I分子的细胞外抗原呈递给CD8 T细胞的效率要高得多，而CD11b CD11c DC则主要呈递MHC II分子的外源抗原呈递给CD4 T细胞。在这项研究中，淋巴结中的CD8a CD11c 和CD11b CD11c DC都可以有效地内化OVA @ MSN。DC的这种优越的淋巴结靶向作用和内化作用最终导致强效的体液和细胞免疫反应，并抑制了B16F10-OVA肿瘤，而无需其他佐剂。这些发现不同于以前的报道，即MSN仅能诱导抗原特异性抗体应答。作者认为根本原因是先前报道的MSN相对较大的颗粒迁移至淋巴结的效率较低，这是DUMP级联的第一步，导致以下三个步骤的水平有限，包括DC的摄取、成熟，并向CD8 T细胞呈递肽-MHC I复合物。
孔径较大的MSN比孔径较小的MSN表现出更强的免疫激活和抗肿瘤功效，尽管本文的结果表明孔径不影响DUMP级联反应的前三个步骤，三种OVA @ MSN在淋巴结驻留DC的淋巴结靶向和抗原的内在化效率，淋巴结驻留DC的活化和增殖方面均无差异。但是具有两个较大孔径的MSN具有更强的抗肿瘤功效。如体外DC2.4细胞的研究所示，较大的孔径诱导了更强的抗原交叉呈递，这是DUMP级联的最后一步。具有较大孔径的MSN在淋巴结中的降解速度更快，导致OVA在淋巴结内释放更快，从而使抗原更强地暴露于DC。
孔径较大的MSN降解得更快，这与文献先前的发现是一致的。据报道，孔径越大，MSN的降解越快，因此，包封药物的释放越快。MSNs-L的快速降解也可以帮助提高它们在体内的安全性。据报道，静脉注射的MSNs可以以完整的形式从肝脏和肾脏中排出。通过控制MSN的特性（包括体液和细胞免疫应答）来提高DUMP级联效率，从而改善了OVA特异性免疫应答。毫无疑问，细胞免疫反应是抵抗肿瘤的主要武器。但是抗体是体液免疫的最重要的效应分子，可以通过抗体依赖性细胞毒性和补体依赖性细胞毒性来治疗肿瘤。在人类肺鳞癌的小鼠异种移植模型中，血清中B细胞衍生的IgG的增加与肿瘤的显着消退相关。这项研究中，与OVA @ MSNs-M和OVA @ MSNs-S相比，接种OVA @ MSNs-L的小鼠显示出明显的肿瘤生长抑制，这与OVA特异性抗体的增加有关。MSNs-L不仅可以用作蛋白质疫苗的输送载体，而且还可以用作输送复合抗原，例如肿瘤细胞裂解液和肿瘤细胞膜，表明MSNs-L对于癌症疫苗的潜在临床价值。
总之，作者通过控制MSNs的特性来提高DUMP级联效率，从而提高了免疫应答强度，结果显示MSNs-L负载的抗原在不与其他佐剂组合的情况下具有显着的抗肿瘤作用。之前并没有报道显示介孔二氧化硅可以在没有其他佐剂的情况下诱导抗肿瘤免疫。在未来的研究中，将会考察MSNs-L与许多现有的肿瘤相关抗原和越来越多的肿瘤新抗原一起使用的效果。
