综述:水凝胶作为癌症免疫治疗先进药物递送平台:前景光明的创新与未来展望

【字体: 时间:2025年07月29日 来源:Journal of Nanobiotechnology 10.6

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  这篇综述系统阐述了水凝胶在肿瘤免疫治疗中的创新应用,重点介绍了其作为(TME)微环境响应型递送平台的优势,包括(PD-1/PD-L1)阻断剂递送、(CAR-T)细胞装载和肿瘤疫苗载体等功能。作者详细分析了(CAFs)与免疫细胞的互作机制,并展望了(ROS/pH)响应型可注射水凝胶的临床转化前景。

  

水凝胶:重塑肿瘤免疫治疗的智能递送平台

肿瘤免疫治疗领域正迎来革命性变革,水凝胶凭借其独特的3D网络结构成为突破性递送载体。这类由天然或合成聚合物构建的生物材料,能吸收数千倍自重的水分而不溶解,为免疫治疗药物提供了理想的微环境。

肿瘤微环境(TME)的免疫抑制屏障

肿瘤细胞通过下调(MHC)分子表达、分泌(TGF-β)等免疫抑制因子,构建了高度复杂的免疫逃逸机制。其中,癌症相关成纤维细胞(CAFs)通过分泌(CXCL12)等趋化因子,将(TAMs)极化为M2型,并招募(MDSCs),形成多重免疫抑制网络。这种微环境严重限制了(CD8+ T细胞)的浸润和功能发挥。

水凝胶的突破性优势

与传统递送系统相比,水凝胶具有三大核心优势:
1)局部缓释特性:如(PLEL)温敏水凝胶可持续释放(CpG-ODN)达30天;
2)多药共载能力:能同时包埋(anti-PD-L1)抗体与(IPI-549)抑制剂;
3)微环境响应性:(ROS)敏感型水凝胶可在肿瘤部位特异性降解。

创新递送策略与应用

肿瘤疫苗平台
DNA水凝胶通过(RCA)扩增技术构建的双链结构,可同时携带(G-四链体)光敏剂和(TLR-9)激动剂。而血浆来源的水凝胶通过(Mn2+)佐剂效应,显著提升(DCs)抗原呈递效率达48小时以上。

细胞治疗载体
温度响应性(PNIPAM)水凝胶能在42℃触发(CAR-T)细胞释放;而(HAMA)水凝胶联合(IL-15)纳米粒,可使T细胞存活率提升至87%。特别值得注意的是,负载(TMP)的(PEGDMA)水凝胶能改善肿瘤血管成熟度,使CAR-T细胞浸润量增加2.2倍。

智能响应型水凝胶系统

pH敏感体系:丝素蛋白-壳聚糖水凝胶在pH 6.0-7.2区间释放(DOX)和(JQ1);
光响应体系:(Ce6-CAT/PEGDA)水凝胶在660nm光照下引发原位凝胶化;
氧化还原体系:巯基化透明质酸纳米凝胶在10μM(GSH)环境中10小时内降解。

联合治疗新范式

研究者开发了多种创新组合:
• 光热-免疫疗法:(IR820)负载水凝胶联合(R848)实现双(TLR)激活;
• 化学-免疫疗法:(Gemcitabine)与(aPD-L1)共载水凝胶显著降低(Tregs)70%;
• 放射-免疫疗法:藻酸盐基水凝胶局部递送放射性同位素减少全身毒性。

临床转化挑战与前景

尽管(TC-3)温敏水凝胶已在膀胱癌(NCT02891460)临床试验中展示疗效,但规模化生产中的灭菌工艺、批次一致性等问题仍需突破。未来研究应聚焦于:
1)精准影像引导注射技术开发;
2)个性化抗原水凝胶疫苗构建;
3)长期生物相容性评价体系建立。

水凝胶技术正推动肿瘤免疫治疗进入"精准时空控制"的新纪元,其独特的微环境重塑能力为克服免疫治疗耐药提供了全新解决路径。随着(NIR)响应型、(ECM)模拟型等智能水凝胶的不断发展,这一领域有望在五年内实现重大临床突破。

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