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嵌合外泌体来源的免疫调节剂通过重塑淋巴结微环境增强三阴性乳腺癌免疫治疗效果
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年08月04日 来源:Nature Communications 15.7
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本研究针对三阴性乳腺癌(TNBC)免疫治疗响应率低的难题,开发了一种基于嵌合外泌体(EMVs)的新型免疫调节剂EMVs@SS-Toy。该研究通过整合树突状细胞(DCs)外泌体与沙门氏菌外膜囊泡(OMVs),构建了具有淋巴结靶向、ROS响应释放和脂质代谢调控功能的多功能纳米系统,成功逆转了免疫抑制性淋巴结微环境,显著提升了PD-1抑制剂治疗效果,为TNBC的转化免疫治疗提供了新策略。
三阴性乳腺癌(TNBC)作为最具侵袭性的乳腺癌亚型,长期以来面临治疗选择有限、预后差的困境。尽管免疫检查点抑制剂的出现为TNBC治疗带来了突破,但临床数据显示仅有部分患者能从中获益。这种治疗抵抗现象的背后,隐藏着一个关键但常被忽视的"免疫盲区"——转移性淋巴结(mLNs)中异常活跃的免疫抑制微环境。临床证据表明,这些"沦陷"的淋巴结中,树突状细胞(DCs)功能严重受损,表现为脂质代谢紊乱和活性氧(ROS)水平升高,形成阻碍免疫治疗的"保护伞"。
中国医科大学的研究团队在《Nature Communications》发表了一项创新性研究,他们开发了一种名为EMVs@SS-Toy的嵌合外泌体免疫调节剂。该系统巧妙地将多硫键桥联介孔二氧化硅(SS-MSN)作为ROS清除剂和药物载体核心,负载脂质调节剂Toyocamycin(Toy),并包被由DCs外泌体(DEX)与沙门氏菌外膜囊泡(OMVs)组成的嵌合外泌体。这种"三位一体"的设计使免疫调节剂能够通过同源靶向和趋化因子引导实现淋巴结高效归巢,在ROS响应下释放药物,从而恢复DCs功能和淋巴结免疫微环境。研究证实,该策略显著提高了TNBC对免疫治疗的响应性,对原发肿瘤和转移灶均表现出强效抑制作用,同时促进淋巴结中中央记忆T细胞(TCM)的增加以维持长期抗肿瘤免疫。
研究人员采用了多项关键技术:1)基于2849例SEER数据库的临床队列分析;2)单细胞转录组测序解析淋巴结免疫图谱;3)多硫键桥联介孔硅(SS-MSN)的合成与表征;4)沙门氏菌OMVs与DCs外泌体的嵌合制备;5)体内外DCs功能评估体系;6)4T1原位和转移瘤动物模型。这些方法系统性地验证了从机制探索到治疗应用的完整研究链条。
临床数据揭示淋巴结微环境异常
通过对TNBC患者的临床数据分析发现,淋巴结分期是疾病进展的独立预测因子。MRI显示原发肿瘤与转移淋巴结对免疫治疗存在显著差异响应。病理检查发现转移淋巴结中Foxp3+调节性T细胞(Tregs)显著增加,DCs表现出XBP1s表达上调和MHC I分子下调。单细胞测序进一步证实DCs在转移淋巴结中数量减少且抗原呈递功能相关通路显著失调。
嵌合外泌体免疫调节剂的构建与表征
研究团队设计的多功能免疫调节剂EMVs@SS-Toy具有典型的核壳结构,粒径约90nm。XPS和TGA证实了多硫键的成功引入,FTIR显示特征性C-S和S-S键振动峰。该系统的Toy负载率达6.96%,在H2O2环境下表现出明显的ROS响应释放特性。嵌合外泌体涂层使DCs摄取效率提升6.29倍,并保留OMVs的免疫刺激蛋白(ompA、ompX等)和DEX特征蛋白(TSG101、CD9等)。
体外验证DCs功能重建
在肿瘤相关DCs(TADCs)模型中,EMVs@SS-Toy表现出显著的ROS清除和脂质积累抑制能力。转录组分析显示其可上调CD80/CD86等共刺激分子及抗原加工呈递相关基因。与T细胞共培养实验证实,经EMVs@SS-Toy处理的DCs能显著促进CD8+ T细胞增殖和IFN-γ、IL-12等炎性因子分泌。
体内淋巴结靶向与免疫调节
药代动力学研究表明EMVs@SS-Toy在淋巴结中的硅含量比对照组高1.61倍。免疫荧光证实其能深度浸润淋巴结髓质区并与CD11c+ DCs高度共定位。在4T1原位瘤模型中,联合PD-1抑制剂治疗使肿瘤抑制率达82.3%,淋巴结中CD86+ DCs比例增加5.1倍,同时显著降低Foxp3+ Tregs比例。
抑制肿瘤转移与免疫记忆形成
在肺转移模型中,DOX+aPD1+EMVs@SS-Toy组几乎完全抑制了转移灶形成,小鼠生存期显著延长。机制研究发现该治疗能显著增加外周血CD62L+CD44+ TCM比例,同时重塑肺门淋巴结免疫微环境,上调CD8+ T细胞和MHC I表达。
这项研究开创性地提出了通过嵌合外泌体调节淋巴结免疫微环境来增强TNBC免疫治疗的新范式。其科学价值体现在三个方面:首先,揭示了淋巴结DCs脂质代谢紊乱与免疫治疗抵抗的直接关联;其次,建立了细菌OMVs诱导DCs高效分泌嵌合外泌体的新方法;最后,开发了具有临床转化潜力的多功能免疫调节剂。该策略突破了传统免疫治疗仅关注肿瘤局部微环境的局限,将治疗靶点扩展到淋巴结这一"免疫指挥中心",为克服TNBC治疗抵抗提供了新思路。值得注意的是,这种基于天然膜融合的嵌合外泌体技术平台,还可拓展应用于其他难治性肿瘤的免疫治疗领域,展现出广阔的临床应用前景。
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