pH 低插入肽功能化纳米佐剂 PPMAD：癌症免疫治疗新突破

《BIOMATERIALS RESEARCH》：Polydopamine-based Nanoadjuvants Promote a Positive Feedback Loop for Cancer Immunotherapy via Overcoming Photothermally Boosted T Cell Exhaustion

为克服肿瘤免疫治疗中 T 细胞耗竭问题，研究人员开发 PPMAD 纳米佐剂，显著增强治疗效果。

　　在癌症治疗的战场上，乳腺癌尤其是高度转移性的三阴性乳腺癌，因其缺乏雌激素受体、孕激素受体和人表皮生长因子受体 2 等治疗靶点，一直是难以攻克的难题。近年来，癌症免疫疗法成为了备受瞩目的新星，它借助人体自身的免疫系统来对抗肿瘤，为癌症治疗带来了新的希望。其中，通过光热疗法或特定化疗诱导免疫原性细胞死亡（ICD），建立癌症免疫治疗的正反馈循环，成为了研究的热点方向。

然而，这条充满希望的道路却布满荆棘。ICD 过程中释放的大量三磷酸腺苷（ATP），会被 CD39 和 CD73 等酶代谢为腺苷（ADO），这是一种强大的免疫抑制剂。它与免疫细胞表面的 ADO 2A 受体（A2AR）结合，会导致抗原呈递细胞和 T 细胞耗竭，让免疫治疗的效果大打折扣。同时，高糖酵解的癌细胞会大量消耗肿瘤微环境中的营养物质，尤其是葡萄糖，使得 T 细胞面临 “能源危机”，进一步加速了 T 细胞的耗竭。如何打破这些困境，成为了癌症免疫治疗领域亟待解决的关键问题。

为了攻克这些难题，浙江大学的研究人员展开了深入研究。他们开发了一种 pH 低插入肽（pHLIP）功能化的介孔聚多巴胺（MPDA）基纳米佐剂 PPMAD，这种纳米佐剂同时负载了腺苷脱氨酶（ADA）和多柔比星（DOX）。研究成果发表在《BIOMATERIALS RESEARCH》上，为癌症免疫治疗带来了新的曙光。

研究人员在这项研究中运用了多种关键技术方法。在纳米佐剂的制备上，采用软模板法制备 MPDA 纳米颗粒，通过一系列化学反应对其进行修饰和功能化。利用动态光散射和透射电子显微镜（TEM）对纳米颗粒的粒径和形态进行表征。在体外实验中，使用透析膜扩散技术评估药物释放特性，通过荧光显微镜观察细胞摄取情况，采用 CCK8 法检测细胞毒性和生物安全性。体内实验则建立了原位 4T1 肿瘤模型，运用体内成像系统（IVIS）观察纳米佐剂的体内分布，通过免疫荧光、免疫组化等技术深入探究其治疗效果和免疫机制。

下面来看具体的研究结果：

• PPMAD 纳米佐剂的制备与表征：研究人员首先制备了 MPDA 纳米颗粒，并成功对其进行 pHLIP 修饰，得到 PPM。通过¹H NMR 和傅里叶变换红外光谱等技术，证实了 pHLIP-PEG-NH₂的成功合成以及 pHLIP 与 MPDA 的有效结合。制备的 PPMAD 纳米颗粒粒径约为 203.13±1.23nm，具有良好的分散性。其载药量 DOX 为 7.52±0.41%，包封率（EE）为 64.35±3.15%；ADA 载药量为 10.58±0.51%，EE 为 72.78±3.40%，且 ADA 保持了较高活性。PPMAD 展现出优异的光热转换性能，光热转换效率达 26.9%，在模拟肿瘤微环境的条件下，药物释放能力显著提升。
• 体外细胞实验：CCK8 实验表明，PPM 在一定浓度范围内生物相容性良好，在近红外（NIR）光照射下，特定浓度的 PPM 可抑制肿瘤细胞增殖。PPMAD 的细胞摄取呈现时间依赖性，pHLIP 修饰显著增强了肿瘤细胞对其摄取能力。与其他组相比，PPMAD 在 NIR 光干预下对肿瘤细胞的抑制率显著提高，活死细胞染色实验进一步证实其在 NIR 光下对肿瘤细胞具有更强的细胞毒性。
• 体外免疫治疗效果：在体外实验中，PPMAD 能够显著促进骨髓来源的树突状细胞（BMDCs）成熟，提高 CD11c⁺CD80⁺细胞比例。即使在模拟肿瘤微环境中存在 ADO 类似物 NECA 的情况下，ADA 也能有效缓解其对 DC 成熟的抑制作用。此外，PPMAD 在激光干预下可诱导强烈的 ICD 反应，促进幼稚 T 细胞分化为细胞毒性 T 细胞，减少调节性 T 细胞（T_reg细胞）的形成，降低细胞共孵育上清液中的 ADO 水平，改善肿瘤微环境。
• 体内分布与治疗效果：以吲哚菁绿为荧光探针，研究发现 pHLIP 修饰的 MPDA 在肿瘤部位具有更高的荧光分布和更长的滞留时间。体内抗肿瘤实验显示，PPMAD 联合激光治疗显著抑制了肿瘤生长，肿瘤抑制率超过 80%，肿瘤体积和重量明显减小。免疫组化和免疫荧光结果表明，PPMAD 有效抑制了肿瘤细胞增殖，促进其凋亡，诱导了 ICD 效应，降低了 T_reg细胞水平，改善了肿瘤微环境的免疫状态。
• 体内免疫治疗机制：在体内免疫治疗方面，PPMAD 联合激光治疗显著提高了脾脏和肿瘤中 CD3⁺CD4⁺和 CD3⁺CD8⁺ T 细胞的表达水平，增强了机体的免疫能力。同时，该治疗组脾脏肿胀程度最轻，重量最轻，表明其免疫激活状态良好。此外，PPMAD 联合激光治疗还显著降低了肿瘤组织中的 ADO 水平，有效抑制了肿瘤转移，展现出强大的抗肿瘤和抗转移效果。
• 生物安全性评估：对动物器官进行组织学染色和血液生化指标检测，结果显示 PPMAD 在体内具有良好的生物安全性，未引起明显的病理变化和血液生化指标异常。

综上所述，PPMAD 纳米佐剂凭借 pHLIP 对肿瘤部位的高选择性，在肿瘤部位实现高浓度药物富集。激光照射不仅促进药物释放，还诱导光热协同效应，实现肿瘤消融并激活 ICD。DOX 引发的 ICD 促进 DC 成熟和抗原呈递，而 ADA 将 ADO 转化为肌苷，减少免疫抑制，刺激 T 细胞活性。PPMAD 纳米佐剂有效克服了 ICD 导致的 ADO 积累问题，为 T 细胞提供充足能量，为光疗、化疗和免疫治疗的联合策略开辟了新道路，在癌症治疗领域展现出巨大的应用潜力，有望为广大癌症患者带来新的希望和治疗选择。