谭蔚泓/邱丽萍 JACS：纳米粒搭便车！两步靶向实现肿瘤光热协同免疫治疗

来源：纳米人

第一作者：Zheng Liyan、Hu Xiaoxiao

通讯作者：谭蔚泓、邱丽萍

通讯单位：湖南大学 

研究亮点：

1. 另辟蹊径，提出两步靶向搭便车思路进行递送纳米药物；

2. 利用巨噬细胞对凋亡小体吞噬和肿瘤归巢的天然行为，进行抑制肿瘤转移和复发；

3. 该系统无需涉及自体恶性细胞，为临床实践提供了一种简便、通用、低风险的治疗方案。 

研究背景：

实体瘤内环境

实体瘤占人类癌症的85％以上，对癌症治疗提出了巨大挑战。缺氧、高压、酸化和坏死的肿瘤内环境对肿瘤的生长和进展具有直接的影响。如：

（1）实体瘤包含具有短暂静止，自我更新和对常规癌症治疗抵抗力的独特特性的细胞壁。

（2）实体瘤对癌细胞施加进化压力，以促进其进化为更恶性的表型。

（3）实体瘤促进免疫抑制，使浸润的免疫细胞从“抗肿瘤”分化为“原癌”，为转移和复发埋下种子。

因此，能够靶向肿瘤中心部位并能够逆转免疫抑制肿瘤微环境的治疗方法对于实现长期缓解至关重要。 

白细胞的归巢行为

白细胞通过识别肿瘤释放的归巢信号，可以克服纳米粒子在实体瘤转运障碍，主动向肿瘤内传递。其中，循环单核细胞是最显着的肿瘤归巢白细胞之一。从血流迁移到肿瘤组织后，它们可以分化为巨噬细胞，可能占肿瘤总量的50％以上。同时，在免疫抑制性肿瘤微环境下，浸润的单核细胞/巨噬细胞（MAs）可以极化为促肿瘤表型。 

MAs递送系统现状

利用其固有的贩运行为，离体产生的MAs已被用作特洛伊木马来运送纳米药物，并显示出潜在的肿瘤积聚。然而，这种体外MAs制备过程费时费力，且再次注射的MAs只有不到5%保留了自然迁移能力，极大地限制了它们的有效性。 

因此，直接利用体内MAs的策略可能会更有效，且利用其天然吞噬行为实现MAs在体内的负载。而在凋亡过程中，细胞内容物被分解并包装成多个膜包，称为凋亡小体（ABs）。由于ABs容易被吞噬细胞吞噬，因此它们是MAs靶向货物装载的优良生物载体。 

成果简介：

有鉴于此，湖南大学谭蔚泓院士团队使用细胞衍生的ABs作为载体，并开发了两步靶向平台来实现纳米药物在肿瘤内的蓄积，旨在增强针对实体瘤的治疗效果并应对肿瘤转移和复发的挑战。即将Toll样受体9配体CpG结合到金银纳米棒AuNR表面（AuNR-CpG），在用AuNR-CpG给药后，紫外线照射肿瘤细胞，收集AuNR-CpG/AB。 

两步靶向：

（1）尾静脉注射，AuNR-CpG/AB被体内循环的单核细胞快速吞噬；

（2）利用MAs的肿瘤归巢行为，将纳米药物有效地转运到肿瘤的内部区域。

最后在近红外（NIR）光照射下，进行光热和免疫治疗。

 图1. 示意图 

要点1：材料制备与表征

通过将纳米金棒与EL4细胞孵育后并进行紫外光照射后，利用荧光标记，在CLSM和流式细胞仪实验中进行检测，表明能成功产生凋亡小体而且金纳米棒能被包裹其中，同时在光热和毒性实验中，结果表明合成的AuNR具有很高的光热效应和生物相容性。 

图2. 材料制备与表征 

要点2：能否搭便车的可行性分析

研究人员对ABs能否被吞噬细胞进行摄取进而搭便车递送至肿瘤部位进行验证，通过细胞摄取和细胞球实验表明，ABs能促进巨噬细胞吞噬，而且更能穿透细胞球。 

同时在体内也进行了验证，表明ABs作为载体能被体内的炎性-6C+单核细胞吞噬并递送至肿瘤部位。另外，使用正常细胞衍生的ABs作为载体，也实现了AuNR的显著肿瘤富集，这可能有助于解决肿瘤异质性问题，即无需使用患者体内的自体和高风险癌细胞，并为临床实践开发现成的产品。 

图3. 搭便车的可行性分析 

要点3. 体内抗肿瘤实验

研究人员基于可行性进行体内抗肿瘤相关实验，包括光热治疗，抑制肿瘤转移以及防止肿瘤复发的能力。实验表明，将ABs促进的肿瘤内给药、CpG增强的免疫刺激和AuNR光热疗法结合起来，可以有效地提高机体的免疫功能，防止肿瘤转移，而且能很好的利用免疫T细胞防止了肿瘤的复发。

图4. 抑制肿瘤转移 

小结：

在CpG免疫佐剂和原位光热肿瘤消融肿瘤相关抗原共同刺激的基础上，该平台有望诱导一种有效且持久的肿瘤特异性免疫应答，有利于缓解免疫抑制，解决肿瘤治疗的瓶颈：转移和复发。此外，该系统无需涉及自体恶性细胞，为临床实践提供了一种简便、通用、低风险的治疗方案。