我院納米醫(yī)學(xué)中心帥心濤教授團隊與超聲科任杰教授團隊聯(lián)合研發(fā)脂質(zhì)體納米藥物用于三陰乳腺癌的光動力/免疫聯(lián)合治療

近日，中山大學(xué)附屬第三醫(yī)院納米醫(yī)學(xué)中心帥心濤教授團隊聯(lián)合超聲科任杰教授團隊，在生物材料著名期刊Small（最新影響因子15.153）發(fā)表題為5Nanodrug Inducing Autophagy Inhibition and Mitochondria Dysfunction for Potentiating Tumor Photo-Immunotherapy”的研究成果。研究針對腫瘤的低免疫原性及免疫抑制環(huán)境限制抗腫瘤免疫治療效果的主要臨床困境，開發(fā)了一種脂質(zhì)體納米藥物，通過聯(lián)合二氫卟吩e6（Ce6）介導(dǎo)的光動力治療與鹽酸多西環(huán)素（Doxy）誘導(dǎo)的自噬抑制和線粒體功能障礙，實現(xiàn)“冷腫瘤”乳腺癌高效的光動力/免疫聯(lián)合治療。本研究聚焦腫瘤免疫治療前沿，利用納米藥物的多藥遞送及協(xié)同治療優(yōu)勢，創(chuàng)新性地開發(fā)了常用抗生素——多西環(huán)素的抗腫瘤作用，對于豐富多西環(huán)素的臨床適用范圍具有積極意義。

圖1、納米藥物誘導(dǎo)自噬抑制和線粒體功能障礙增強腫瘤光動力-免疫治療的示意圖。TDLN，腫瘤引流淋巴結(jié)；TCR，T細(xì)胞受體。

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免疫療法已經(jīng)徹底變革了癌癥的治療方式，并在某些類型的癌癥中取得了顯著的臨床治療效果，但大多數(shù)實體瘤還是存在免疫原性差、抗原呈遞缺陷以及細(xì)胞毒性T淋巴管（CTL）浸潤效率低下等問題。這些腫瘤呈現(xiàn)高度免疫抑制性的腫瘤微環(huán)境（TME），對免疫治療的響應(yīng)性較低。因此，合理重塑免疫抑制性TME以提高腫瘤免疫治療的響應(yīng)率，具有積極的臨床研究意義。誘導(dǎo)腫瘤發(fā)生免疫原性細(xì)胞死亡（ICD）可以通過增加腫瘤抗原暴露和促進樹突細(xì)胞（DCs）抗原呈遞，是重塑免疫抑制TME的有效策略。發(fā)生ICD的腫瘤細(xì)胞將釋放腫瘤相關(guān)抗原（TAAs）和損傷相關(guān)分子模式（DAMPs），例如三磷酸腺苷（ATP）和高遷移率族蛋白B1（HMGB-1）。這些釋放的TAAs和DAMPs可以作為激活DCs成熟以及效應(yīng)T細(xì)胞啟動的信號，最終激活一系列抗腫瘤免疫級聯(lián)反應(yīng)。

化療、放療、光動力治療（PDT）、光熱治療、聲動力治療和化學(xué)動力治療等多種治療方式，已被證明是協(xié)同增強免疫療法的有效手段。特別是PDT，其作為一種穩(wěn)健、無創(chuàng)、低副作用的抗腫瘤治療方式，已引起了極大的關(guān)注。在激光照射下，PDT不僅通過產(chǎn)生豐富的細(xì)胞毒性活性氧（ROS），來對癌細(xì)胞產(chǎn)生強大的殺傷作用，而且能有效引發(fā)抗腫瘤免疫反應(yīng)。研究表明，ROS不僅可以誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞ICD，而且具有再教育免疫細(xì)胞的能力。例如，ROS可以將免疫抑制性腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞（TAMs）再極化為抗腫瘤的M1型巨噬細(xì)胞。然而，PDT的治療效果會受到腫瘤組織缺氧環(huán)境、激光組織穿透深度、ROS較短的半衰期和較短擴散距離、腫瘤異質(zhì)性以及免疫抑制微環(huán)境等因素的限制。因此，單純的PDT并不能完全根除腫瘤，同時，它誘導(dǎo)的ICD也不足以產(chǎn)生足夠的免疫反應(yīng)來有效地消除殘留的腫瘤。

此外，PDT誘導(dǎo)的ICD激活DCs的抗原呈遞以及啟動效應(yīng)T細(xì)胞后，細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞（CTLs）需要表面的T細(xì)胞受體（TCR）結(jié)合腫瘤細(xì)胞表面的主要組織相容性復(fù)合物I類（MHC-I）進行腫瘤識別。然而，研究發(fā)現(xiàn)多種腫瘤低表達(dá)MHC-I且表現(xiàn)出過度的自噬活性。自噬是細(xì)胞去除功能損傷或多余成分以維持生理平衡的重要生理活動。腫瘤細(xì)胞在遇到代謝應(yīng)激時，會通過上調(diào)自噬活動來抵抗細(xì)胞凋亡和壞死。最新研究已證明，腫瘤細(xì)胞可以通過自噬活動吞噬MHC-I，將其運到溶酶體進行生物降解，以逃避免疫系統(tǒng)的識別。因此，通過抑制腫瘤細(xì)胞的自噬，增加其表面MHC-I的表達(dá)，提高T細(xì)胞對腫瘤細(xì)胞的免疫識別，是提高抗腫瘤免疫治療的有效途徑。

因此，本研究制備了一種脂質(zhì)體納米藥物，共遞送抗生素鹽酸多西環(huán)素（Doxy）和光敏劑二氫卟吩e6（Ce6），實現(xiàn)腫瘤高效的光動力/免疫聯(lián)合治療。Doxy是一種常用抗生素，最新研究發(fā)現(xiàn)其還具有抗腫瘤作用。團隊的研究進一步發(fā)現(xiàn)Doxy可以抑制自噬并誘導(dǎo)線粒體功能障礙。光敏劑Ce6在近紅外（NIR）激光照射下，發(fā)揮光動力治療作用，并誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞發(fā)生ICD，逆轉(zhuǎn)“冷腫瘤”三陰乳腺癌的免疫抑制微環(huán)境。而Doxy會誘導(dǎo)線粒體功能障礙，增強光動力治療效果；同時，Doxy也會抑制腫瘤細(xì)胞的自噬活性，從而提高腫瘤細(xì)胞表面MHC-I的表達(dá)，促進腫瘤抗原的呈遞和CTLs的識別，從而提高腫瘤的免疫原性。通過聯(lián)合Ce6介導(dǎo)的光動力治療與Doxy誘導(dǎo)的自噬抑制和線粒體功能障礙，實現(xiàn)三陰乳腺癌的高效治療。本研究所開發(fā)的納米藥物顯示出良好的抗腫瘤效果，為改善“冷腫瘤”的免疫治療提供了一種高效的策略。

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圖2、（A）乳腺癌腫瘤細(xì)胞接受不同納米藥物處理后的電鏡圖像。紅色線框放大圖顯示胞內(nèi)自噬情況，紅色實線箭頭表示自噬小體，紅色箭頭表示自噬溶酶體；藍(lán)色線框放大圖顯示胞內(nèi)線粒體情況，藍(lán)色實線箭頭表示正常線粒體，藍(lán)色箭頭表示受損線粒體。（B）納米藥物在乳腺癌腫瘤模型中的治療方案示意圖及不同納米藥物治療小鼠的平均腫瘤生長曲線和小鼠生存率。（C）通過流式細(xì)胞術(shù)檢測腫瘤組織中的M1型巨噬細(xì)胞、TAMs、CTLs和效應(yīng)T淋巴細(xì)胞驗證納米藥物治療后抗腫瘤免疫激活情況。

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研究第一作者為中山大學(xué)附屬第三醫(yī)院超聲科博士后肖洪，通訊作者為中山大學(xué)附屬第三醫(yī)院帥心濤教授、任杰教授及珠海市人民醫(yī)院韓世松副研究員。這是帥心濤教授與臨床學(xué)科開展交叉學(xué)科研究的又一力作。

作為醫(yī)院重點打造的基礎(chǔ)研究平臺，中山大學(xué)附屬第三醫(yī)院納米醫(yī)學(xué)中心現(xiàn)擁有6名專職科研人員。在帥心濤教授的帶領(lǐng)下，與多個臨床團隊深度融合。這一研究屬于“老藥新用”的典型范例，是基礎(chǔ)研究與臨床應(yīng)用的有機結(jié)合，推動了醫(yī)院跨學(xué)科研究的發(fā)展。

文章鏈接：https://doi.org/10.1002/smll.202300280