细菌膜修饰的氧化铈纳米增强剂：放疗抗击转移性三阴乳腺癌的新利器

为解决放疗对三阴乳腺癌（TNBC）远处肿瘤疗效有限的问题，研究人员开发了 CeO2@OMV 纳米增强剂，显著提高放疗效果，有望用于 TNBC 治疗。

　　在全球范围内，乳腺癌是女性中最为常见的恶性肿瘤之一，而三阴乳腺癌（TNBC）更是其中的 “硬骨头”。它约占所有乳腺癌病例的 15 - 20%，由于缺乏可靶向的受体，治疗难度极大，预后也较差。放疗作为 TNBC 综合治疗的重要一环，虽然在局部肿瘤控制方面发挥着关键作用，但对于远处转移的肿瘤却往往 “力不从心”。

放疗的局限性主要体现在无法有效引发全身性的抗肿瘤反应，对辐射野之外的癌细胞影响较小。尽管存在 “远隔效应”（abscopal effect），即局部放疗有可能诱导远处肿瘤的消退，但在临床实践中，这种效应却很少能观察到。因为传统放疗难以激发足够强大的免疫反应，而单纯增加辐射剂量又会对周围健康组织和免疫细胞造成损伤。

为了突破这些困境，来自多个研究机构的研究人员展开了一项极具创新性的研究。他们致力于开发一种新型的纳米增强剂，以提升放疗的效果，实现对转移性 TNBC 的有效治疗。最终，研究成果发表在《Journal of Nanobiotechnology》上。

研究人员开展研究时，运用了多种关键技术方法。在材料制备方面，通过热分解法合成氧化铈（CeO₂）纳米颗粒，采用 CsCl 密度梯度离心法纯化细菌外膜囊泡（OMVs），并利用高压均质技术制备出 CeO₂@OMV 纳米增强剂。在细胞实验中，运用 MTT 法检测细胞活力，通过共聚焦显微镜观察细胞摄取情况，使用流式细胞术测定细胞内活性氧（ROS）水平和免疫原性细胞死亡相关指标。在动物实验方面，建立了双侧原位 4T1 荷瘤小鼠模型，通过体内成像系统监测肿瘤代谢活动，利用组织病理学分析评估肿瘤生长、细胞增殖和免疫细胞浸润情况。

研究结果如下：

1. 纳米增强剂的合成与表征：成功制备出 CeO₂@OMV 纳米增强剂，其呈现球形形态，具有均匀的外膜结构。与 OMVs 相比，CeO₂@OMVs 粒径更大但分布更均匀，且保留了 OMVs 的膜蛋白。
2. 纳米增强剂联合放疗选择性抑制癌细胞：在未照射时，CeO₂@OMV 对癌细胞和正常细胞均表现出良好的生物相容性。经 4 Gy X 射线照射后，其能显著降低 4T1 癌细胞活力，同时提高 L929 正常成纤维细胞活力，这表明该纳米增强剂可调节 ROS 产生，对正常细胞具有辐射保护作用。
3. 纳米增强剂增强辐射诱导的癌细胞 ROS 生成和 DNA 损伤：在癌细胞中，CeO₂@OMV 联合放疗显著增加 ROS 生成和 γ-H2AX 表达，表明其能增强辐射诱导的 DNA 损伤，而在正常细胞中则降低 ROS 水平，体现了其对癌细胞的靶向杀伤和对正常细胞的保护作用。
4. 纳米增强剂诱导癌细胞免疫原性细胞死亡：经 CeO₂@OMV 和放疗处理的 4T1 细胞，高迁移率族蛋白 B1（HMGB - 1）表达显著增加，这表明该纳米增强剂可诱导癌细胞发生免疫原性细胞死亡，激活全身抗肿瘤免疫反应。
5. 纳米增强剂促进巨噬细胞活化和极化：与经 CeO₂@OMV 和放疗处理的 4T1 细胞共培养的巨噬细胞，M1 相关标记物（如 iNOS 和 CD86）表达上调，M2 相关标记物（如 Arg - 1 和 CD206）表达下调，且肿瘤坏死因子 -α（TNF-α）分泌增加，说明纳米增强剂可激活巨噬细胞并使其向 M1 表型极化，增强抗肿瘤免疫力。
6. 纳米增强剂对细胞增殖产生旁观者效应：含有巨噬细胞时，经照射的 4T1 细胞条件培养基可抑制未照射的旁观者细胞增殖，尤其是在 CeO₂@OMV 处理组。这表明纳米增强剂、放疗和免疫细胞的协同作用可显著抑制旁观者细胞增殖，且抑制作用主要源于细胞损伤和增殖受损。
7. 纳米增强剂抑制旁观者肿瘤细胞迁移和侵袭：CeO₂@OMV 处理组的条件培养基显著抑制旁观者癌细胞的迁移和侵袭能力，且照射后抑制作用更明显，而其他组条件培养基对旁观者细胞行为影响不大。
8. 纳米增强剂增强放疗的全身效应：在双肿瘤小鼠模型中，CeO₂@OMV 联合放疗显著抑制原发和远处肿瘤生长，降低肿瘤代谢活性，减轻肿瘤重量，表明该纳米增强剂可有效诱导远隔效应，抑制转移性疾病。
9. 纳米增强剂抑制远处肿瘤增殖：组织病理学分析显示，CeO₂@OMV 联合放疗处理的远处肿瘤细胞有丝分裂指数最低，肿瘤浸润淋巴细胞（TILs）中 CD4/CD8 比值最高。这表明该联合处理可抑制远处肿瘤细胞增殖，可能通过增强 CD4⁺ T 细胞介导的抗肿瘤反应发挥作用。
10. 纳米增强剂抑制肺部新生转移：在转移性乳腺癌模型中，经 CeO₂@OMV 和放疗处理的原发肿瘤小鼠肺部未发现转移灶，而对照组和 OMV 单独处理组肺部有明显转移灶，说明纳米增强剂可有效抑制肺部新生转移。

研究结论和讨论部分指出，该研究首次探索了 CeO₂纳米颗粒和 OMVs 在促进放疗远隔效应方面的应用。CeO₂@OMV 纳米增强剂通过多种机制发挥作用，包括选择性抑制癌细胞生长、诱导免疫原性细胞死亡、促进巨噬细胞极化和增强旁观者效应等，有效克服了传统放疗的局限性，为 TNBC 的治疗提供了新的策略。不过，研究也存在一些局限性，如未全面探究肿瘤中的免疫细胞成分和细胞死亡机制、瘤内注射 OMVs 的抑瘤效果有待优化、缺乏对材料更精确的评估等。未来研究可针对这些方面进一步深入探索，有望为 TNBC 的临床治疗带来更多突破。