原位形成含鞘氨醇-1-磷酸的免疫治疗水凝胶增强肺癌免疫治疗效果

推荐：针对免疫检查点阻断疗法在肺癌中响应率低的问题，研究人员开发了含鞘氨醇-1-磷酸(S1P)和抗PD-L1(αPDL1)的可降解海藻酸钠水凝胶(S1P-αPDL1@Gel)。该水凝胶实现S1P和αPDL1的持续序贯释放，通过建立S1P浓度梯度增强免疫细胞浸润，并通过激活NF-κB和JAK-STAT通路重塑免疫抑制性肿瘤微环境，显著抑制肿瘤生长和术后复发。

　　

肺癌是全球癌症相关死亡的主要原因，其中非小细胞肺癌(NSCLC)占绝大多数。尽管免疫检查点阻断疗法(如PD-1/PD-L1抑制剂)为晚期肺癌患者带来希望，但"冷肿瘤"微环境中免疫细胞浸润不足导致治疗响应率低。更棘手的是，手术后残留肿瘤细胞常导致复发，现有辅助治疗效果有限且副作用大。这些临床困境亟需能重塑肿瘤免疫微环境的新型治疗策略。

上海交通大学医学院附属上海第一人民医院的研究团队发现，对PD-1/PD-L1治疗无响应的肺癌患者血浆中鞘氨醇-1-磷酸(S1P)水平显著降低。这一现象提示S1P可能是调控肿瘤免疫的关键分子。基于这一发现，研究人员开发了具有免疫调节功能的水凝胶系统，相关成果发表在《SCIENCE ADVANCES》上。

研究采用多组学分析、细胞功能实验、动物模型验证和临床样本检测等方法。通过TCGA数据库和临床组织微阵列分析S1P信号通路关键分子的表达特征；利用流式细胞术和Transwell实验评估S1P对免疫细胞的调控作用；RNA测序揭示S1P作用的分子机制；构建可降解海藻酸钠水凝胶实现S1P和αPDL1的序贯释放；建立皮下移植瘤和术后复发模型验证治疗效果。

【S1P表达与NSCLC患者的关系】

分析TCGA数据发现，S1P受体S1PR1和转运蛋白SPNS2在肺癌组织中显著下调，且低表达患者预后较差。临床研究显示，免疫治疗响应者的血浆S1P水平(439.15 nM)显著高于无响应者(226.18 nM)，提示S1P可作为预测免疫治疗响应的生物标志物。

【S1P诱导的免疫反应】

体外实验证实，低浓度S1P(0.5-1.0 μM)能促进树突状细胞(DCs)成熟(CD80⁺CD86⁺CD11c⁺比例增加)和M1型巨噬细胞极化(CD80⁺F4/80⁺CD11b⁺细胞增多)。Transwell实验显示S1P浓度梯度可引导T细胞和巨噬细胞迁移，且S1P处理的巨噬细胞对肿瘤细胞的杀伤作用增强。

【S1P免疫调节的机制】

RNA测序发现S1P上调炎症相关通路基因。Western blotting证实S1P通过增加线粒体活性氧(mtROS)产生和线粒体生物合成，激活NLRP3炎症小体、NF-κB和JAK-STAT信号通路。线粒体分裂抑制剂Mdivi-1可逆转这些效应，表明S1P的作用依赖线粒体动力学。

【S1P-αPDL1@Gel的制备与特性】

采用4%海藻酸钠和1% CaCl₂制备的水凝胶具有多孔结构和良好机械性能。体外释放实验显示水凝胶可序贯释放药物：S1P在前4天快速释放，而αPDL1可持续释放8天。体内实验证实水凝胶能维持局部药物浓度，减少全身暴露。

【S1P-αPDL1水凝胶的体内抗肿瘤效果】

在Lewis肺癌(LLC)模型中，S1P-αPDL1@Gel治疗组肿瘤体积仅为PBS组的1/4，中位生存期延长至33.5天。在术后复发模型中，50%的小鼠肿瘤体积<200 mm³，显著优于其他组。免疫组化显示治疗组肿瘤细胞凋亡增加(Ki-67降低80.7%)，增殖抑制(TUNEL阳性增加6.5倍)。

【S1P-αPDL1水凝胶诱导的免疫反应】

流式分析显示水凝胶治疗组肿瘤中成熟DCs(25.3% vs 12.6%)和M1型巨噬细胞(44.9% vs 18.2%)显著增加。CD8⁺T细胞浸润提高近6倍，且效应性IFN-γ⁺CD8⁺T细胞比例达11.9%。ELISA检测发现肿瘤局部IL-6、TNF-α和IFN-γ水平显著升高。

该研究创新性地将免疫调节分子S1P与检查点抑制剂相结合，通过水凝胶实现时空可控的药物释放。S1P首先募集免疫细胞浸润肿瘤，随后αPDL1解除免疫抑制，形成"两步走"治疗策略。这种方案不仅能克服"冷肿瘤"对免疫治疗的无响应，还为术后辅助治疗提供了新选择。研究首次阐明S1P通过mtROS-NF-κB/JAK-STAT轴调控肿瘤免疫的机制，为开发新型免疫联合疗法提供了理论依据。