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为解决疾病相关中性粒细胞（DANs）影响抗肿瘤治疗效果的问题，研究人员开展双修饰脂质体重塑 DANs 的研究。结果发现该联合疗法可促进癌症免疫循环、增强疗效。推荐科研读者阅读，助您了解癌症免疫治疗新策略。
在人体的免疫系统中，中性粒细胞（Neutrophils）可是个 “大忙人”，它不仅在抵御感染和修复损伤时冲锋在前，而且在癌症这个大舞台上也有着重要戏份。不过，它在癌症里扮演的角色有点复杂，大量中性粒细胞浸润肿瘤组织，往往和患者预后不良挂钩，这可让科学家们伤透了脑筋。
一直以来，科学家们对肿瘤相关中性粒细胞（Tumor - associated neutrophils）投入了大量精力，研究它们的各种特性和靶向治疗方法。但有一种同样重要的细胞 —— 疾病相关中性粒细胞（DANs，Disease - associated neutrophils）却被忽视了，它对肿瘤治疗效果有啥影响，大家知之甚少。而且，在肥胖、衰老这些状态下，患者体内的病理环境会发生变化，中性粒细胞变得不一样，会加速药物清除，让纳米药物在临床治疗中的效果大打折扣。这就好比战场上，士兵（药物）还没发挥作用，就被敌人（特殊的中性粒细胞）快速清理掉了，治疗效果自然不好。所以，找到针对 DANs 的有效策略，提高纳米药物疗效，成了癌症治疗领域亟待解决的难题。
为了攻克这个难题，研究人员们开启了一场科研探索之旅。他们在《Journal of Nanobiotechnology》期刊上发表了一篇名为 “Dual - modified liposomes reshape disease - associated neutrophils to enhance the cancer - immunity cycle” 的论文。经过一系列研究，他们发现 DANs 在调节癌症免疫循环中起着关键作用，通过重塑骨髓中的中性粒细胞，特别是减少 Ly - 6G?CXCR2??（一种特殊标记的 DANs）的比例，能显著增强抗肿瘤免疫反应。而且，他们研发的脂质前药脂质体联合疗法，可以有效重新编程中性粒细胞，促进肿瘤浸润性中性粒细胞的增加，减轻非靶器官（比如肝脏）的炎症。这一发现意义重大，为改善癌症患者的临床治疗效果提供了新方向，也有助于提高脂质前药脂质体在临床上的应用价值。
在这场探索中，研究人员使用了多种技术方法。他们利用人工智能（AI）筛选脂质体配方，就像给脂质体配方做了一次 “海选”，从众多组合中选出更合适的；通过核磁共振（NMR）、质谱（MS）等技术来验证化合物的合成情况，确保合成的物质就是他们想要的；运用透射电子显微镜（TEM）和冷冻透射电子显微镜（cryo - TEM）观察脂质体的形态，看看它们长得 “好不好”；还通过建立多种小鼠疾病模型，如肥胖、衰老、败血症小鼠模型等，模拟临床患者的真实病理状态，研究药物在不同环境下的效果。
下面来看看研究人员都有哪些重要发现吧。
化合物验证
研究人员合成了两种关键化合物，分别是丝裂霉素 C 脂质前药（MLP）和唾液酸酯硬脂酸酯（SAS）。为了确认这两种化合物是否合成成功，他们给 MLP 和 SAS 的结构成分 “贴上标签”，然后用质子核磁共振（1H NMR）、高分辨率质谱（HRMS）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）等技术进行 “体检”。结果发现，各项数据都表明 MLP 和 SAS 成功合成。而且，研究人员还发现 MLP 在 100°C 以下很稳定，就像一个坚固的小堡垒，不容易分解。SAS 不仅合成成功，还通过分子对接实验证明它能有效靶向 L - 选择素蛋白，即使酯键断裂也不影响其靶向能力，就像一个精准的小导弹，能牢牢锁定目标。
脂质前药脂质体的表征
脂质前药脂质体是研究的重要 “武器”，为了让这个 “武器” 更强大，研究人员用 AI 辅助筛选脂质体配方。他们发现，含有磷脂酰胆碱（PC）的脂质体粒径更小、包封率（EE）更高。而且，通过调整胆固醇（CH）比例、1 - 棕榈酰 - 2 - 油酰磷脂酰甘油（POPG）与氢化大豆磷脂酰胆碱（HSPC）的比例等，能有效控制脂质体的粒径、多分散指数（PDI）、zeta 电位和包封率。最终制备出的 PEG?,???@MLP - L 呈淡紫色，HASAS@DXP - L 是白色的，它们都像小珠子一样，形态是球形或准球形，粒径约 100nm，各项指标都符合注射级脂质体的标准。更厉害的是，PEG?,???@MLP - L 在半胱氨酸（CYS）的作用下能高效释放药物，HASAS@DXP - L 在微酸性肿瘤微环境中也能提高药物释放效率，成功解决了传统药物递送系统药物释放慢的问题。
中性粒细胞加速药物从血液中清除
中性粒细胞对药物在体内的命运有啥影响呢？研究人员通过建立炎症大鼠模型来一探究竟。他们给大鼠注射 II 型胶原蛋白，大鼠的爪子很快就肿起来了，血清中的肿瘤坏死因子 - α（TNF - α）和白细胞介素 - 1β（IL - 1β）水平也升高，说明炎症模型建立成功。然后给这些炎症大鼠注射 HA*SAS@DXP - L 和 PEG?,???@MLP - L，结果发现药物在炎症大鼠血液中的清除速度明显加快，半衰期缩短，曲线下面积（AUC）减小。不过，当两种脂质体联合注射时，这种药物清除加速的现象得到了缓解。进一步研究发现，炎症会让骨髓中的中性粒细胞快速成熟，这些中性粒细胞不仅有更明显的三核结构、更多的溶酶体，而且表面 CXCR2 表达增加，寿命也延长了。这表明 DANs 在炎症环境中会加速药物清除，就像给药物 “判了死刑”，让它们早早 “退场”。
正常小鼠的抗肿瘤治疗研究
研究人员建立了 C57BL/6J 荷瘤小鼠模型，来测试 PEG?,???@MLP - L 和 HASAS@DXP - L 联合治疗的抗肿瘤效果。在体外细胞实验中，他们发现 CYS 比谷胱甘肽（GSH）更能把 MLP 还原成丝裂霉素 C（MMC），从而增强 PEG?,???@MLP - L 的治疗效果，就像给药物注入了 “超级能量”。在 3D 肿瘤球浸润实验中，CYS 也能帮助 PEG?,???@MLP - L 更深入地渗透到肿瘤细胞中。在小鼠实验中，经过 22 天的治疗，除了对照组小鼠体重稍有增加外，其他治疗组小鼠体重变化不明显，说明脂质体毒性较低。单独注射 HASAS@DXP - L 几乎没有抗肿瘤效果，但注射 PEG?,???@MLP - L 和联合治疗组的小鼠肿瘤体积明显减小，肿瘤组织中的中性粒细胞数量减少，CD8? T 细胞被激活并增多，促进了 CD8? T 细胞向肿瘤组织的浸润，肿瘤细胞开始大量凋亡，释放抗原，启动了癌症免疫循环。这表明在正常小鼠中，联合治疗能有效抑制肿瘤生长。
肥胖小鼠的抗肿瘤治疗研究
肥胖会不会影响肿瘤治疗效果呢？研究人员给小鼠喂高脂肪饮食，建立肥胖荷瘤小鼠模型。10 周后，肥胖小鼠的胆固醇（CH）水平和体重都比健康小鼠高很多，脂肪细胞又大又多。用抗体标记骨髓中的中性粒细胞后发现，肥胖小鼠骨髓中 Ly - 6G?CXCR2??中性粒细胞的比例增加了 16%，说明肥胖会导致 DANs 产生。停止注射 PEG?,???@MLP - L 后，肥胖小鼠骨髓中 Ly - 6G?CXCR2??中性粒细胞比例更高，肿瘤出现复发。而且，单独用 PEG?,???@MLP - L 治疗时，CD8? T 细胞会被中性粒细胞困在肿瘤周边，而联合治疗能让 T 细胞更深入地浸润肿瘤。研究人员还发现，Ly - 6G?CXCR2??中性粒细胞比 Ly - 6G?CXCR2??中性粒细胞含有更多的线粒体和溶酶体。这说明肥胖诱导的 DANs 会抑制 T 细胞相关的肿瘤免疫反应，降低 PEG?,???@MLP - L 的抗肿瘤效果，而联合治疗可以通过重塑骨髓中的中性粒细胞来减轻这种抑制作用。
老年小鼠的抗肿瘤治疗研究
年龄增长对肿瘤治疗又有什么影响呢？研究人员盯上了 16 个月大的老年小鼠。随着年龄增长，老年小鼠体重持续增加，外周血中性粒细胞数量略有下降但仍在正常范围。不过，老年小鼠骨髓中的胶原纤维变薄，说明骨髓细胞更容易受到外界干扰。而且，老年小鼠骨髓中 Ly - 6G?CXCR2??中性粒细胞的比例比正常和肥胖小鼠都高，淋巴结中的免疫细胞数量减少。在 22 天的抗肿瘤治疗中，除了联合治疗组，其他治疗组的 DANs 比例都比较高，肿瘤生长没有得到明显抑制。联合治疗组中，老年小鼠骨髓中 Ly - 6G?CXCR2??中性粒细胞比例下降，肿瘤引流淋巴结中 CD3?CD8? T 细胞数量增加，肿瘤组织中的中性粒细胞还能形成三级淋巴结构，直接攻击肿瘤细胞。这表明重塑 Ly - 6G?CXCR2??中性粒细胞能激活 T 细胞，让新招募的中性粒细胞也能参与攻击肿瘤细胞。
败血症小鼠的抗肿瘤治疗研究
既然慢性炎症会诱导 DANs 产生，那急性炎症呢？研究人员通过给小鼠腹腔注射脂多糖建立败血症小鼠模型。用 HA*SAS@DXP - L 治疗后，败血症小鼠的体重和体温恢复并稳定下来，但炎症依然存在，中性粒细胞在肝脏中积累。研究发现，败血症小鼠骨髓中 Ly - 6G?CXCR2??中性粒细胞的数量是所有模型小鼠中最多的，说明炎症越强、持续时间越长，DANs 的比例越高。在联合治疗组中，败血症小鼠的肿瘤体积一直保持为零，骨髓中 Ly - 6G?CXCR2??中性粒细胞比例下降，肿瘤浸润性中性粒细胞增加，肝脏炎症减轻。通过对比不同肿瘤模型小鼠骨髓中 Ly - 6G?CXCR2??中性粒细胞比例和肿瘤体积，发现两者呈正相关，当该比例低于 10% 时，肿瘤生长完全被抑制。这表明在急性炎症状态下，重塑 DANs 也能有效抑制肿瘤生长。
综合来看，这项研究深入揭示了 DANs 的产生、特点、作用以及对肿瘤治疗的影响。研究人员研发的脂质前药脂质体联合疗法，就像一把 “万能钥匙”，能够重塑 DANs，诱导肿瘤细胞发生免疫原性死亡，为未来免疫治疗的发展提供了潜在靶点。这不仅有助于提高癌症患者的临床治疗效果，还能推动脂质前药脂质体在临床上的广泛应用，让更多癌症患者受益，在癌症治疗领域迈出了重要的一步。
