温州医科大学纪建松等团队发现仿生纳米药物通过调控衰老介导免疫激活,提升肝细胞癌免疫治疗疗效

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iNature


肿瘤衰老是一把双刃剑,既可抑制肿瘤生长,但若衰老细胞未被及时清除,则会促进肿瘤免疫逃逸。


2025年12月23日,温州医科大学纪建松、赵中伟、苏州大学刘庄共同通讯在Advanced Science(IF=14.1)在线发表题为“Biomimetic Nanomedicine for Senescence-Modulated Immune Activation Enhances Immunotherapy Efficacy in Hepatocellular Carcinoma”的研究论文。本研究构建了一种细胞膜包被的 ZIF-8@MnOx 纳米平台,共载阿霉素(DOX)与胡椒碱(PL),命名为mPDZM,用于重塑肝细胞癌中由衰老介导的免疫应答。胡椒碱与阿霉素协同作用,可放大细胞内氧化应激水平,进而在杀伤肿瘤细胞的同时促进衰老细胞的清除。这种仿生型 ZIF-8@MnOx 纳米平台通过整合靶向递送、缓解肿瘤缺氧微环境及破坏氧化还原稳态等多重功能,显著提升阿霉素与胡椒碱的治疗效果。


mPDZM 能够通过调控衰老相关分泌表型(SASP)的释放、诱导免疫原性细胞死亡及激活干扰素基因刺激蛋白(STING)信号通路,实现对免疫抑制性肿瘤微环境的重塑。体内实验结果显示,mPDZM 可在肿瘤组织中实现靶向富集,且全身毒性极低。无论是在衰老型还是非衰老型肿瘤模型中,mPDZM 处理均能显著抑制肿瘤生长。与程序性死亡配体 1(PD-L1)抗体联合使用时,mPDZM 可进一步增强抗肿瘤免疫应答,并诱导强效的远隔效应,对远端肿瘤发挥抑制作用。综上,本研究揭示了一种全新的治疗范式,借助仿生纳米治疗平台,实现衰老调控与免疫激活的协同作用,为克服实体瘤免疫耐药提供了极具潜力的联合治疗策略。


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原发性肝癌是全球最常见且致命的恶性肿瘤之一。肝细胞癌(HCC)是其主要类型,约占原发性肝癌的75%。尽管早期筛查和治疗手段有所进步,但超过70%的HCC患者确诊时已处于中晚期,无法采用手术切除、肝移植或消融等根治性方案,只能依赖姑息性治疗。然而,受肿瘤异质性、固有及获得性耐药、免疫抑制性肿瘤微环境(TME)等因素影响,总体响应率仍不尽如人意。

靶向PD-1、PD-L1和CTLA-4的ICIs在HCC治疗中展现出显著潜力,通过阻断抑制T细胞活化的信号通路,重振细胞毒性淋巴细胞应答,促进免疫介导的肿瘤清除。与抗血管生成药物或化疗药物联用时,ICIs有望克服治疗耐药,延长晚期HCC患者的响应持续时间。但仍有相当比例的患者响应有限或短暂,凸显肿瘤-免疫相互作用的复杂性,亟需设计更合理、机制明确且靶向精准的治疗方案以改善中晚期HCC患者预后。为解决疗效有限的问题,学界聚焦于通过增强肿瘤免疫原性将“冷肿瘤”转化为“热肿瘤”的策略,其中诱导免疫原性细胞死亡(ICD)是极具吸引力的方向。ICD会释放损伤相关分子(DAMPs),这些分子可促进树突状细胞(DC)成熟并增强抗原呈递,启动强效抗肿瘤免疫应答。氧化应激在ICD的启动和放大中起关键作用,肿瘤细胞内活性氧(ROS)积累可诱导内质网应激,促进CRT表面转位,还能激活环GMP-AMP合酶(cGAS)-干扰素基因刺激蛋白(STING)信号通路引发Ⅰ型干扰素(IFN)应答,进一步促进DC成熟和细胞毒性T细胞启动。因此,提升ROS水平的治疗策略被认为是增强免疫激活、提高肿瘤ICIs疗效的潜在途径。

除增强肿瘤免疫原性的ICD策略外,治疗诱导的衰老已成为癌症治疗中补充性的免疫调节机制。细胞衰老指细胞在DNA损伤、氧化应激、癌基因激活及放化疗等应激下出现的稳定细胞周期停滞,衰老细胞通常对死亡具有抗性,虽代谢活跃但会呈现衰老相关分泌表型(SASP),分泌促炎细胞因子、趋化因子、生长因子和蛋白酶。肿瘤衰老在癌症免疫中是把双刃剑:一方面,衰老肿瘤细胞可通过分泌促炎细胞因子、上调招募并激活自然杀伤(NK)细胞和CD8⁺T细胞等免疫效应细胞的配体,增强免疫监视;另一方面,慢性或未解决的衰老会营造免疫抑制性TME,持续的SASP与肿瘤增殖、血管生成和转移相关,还会促进调节性T细胞(Tregs)和M2型肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)等免疫抑制细胞浸润,上调PD-L1等免疫检查点分子,抑制细胞毒性T细胞应答并降低ICIs疗效。在炎症相关肝癌模型中,SASP相关细胞因子升高与肿瘤负荷增加和复发风险升高密切相关。因此,衰老的免疫结局具有高度环境依赖性,治疗策略需精准利用其有益的免疫激活作用,同时减轻其驱动肿瘤免疫逃逸的潜力。

为解决这一矛盾,学界提出“双重打击”策略:先诱导肿瘤细胞衰老,再用衰老细胞清除剂靶向清除衰老细胞,以利用衰老的初始抑瘤作用,同时降低其长期促瘤风险。在各类纳米载体中,沸石咪唑酯骨架-8(ZIF-8)因生物相容性优异、比表面积大、孔径可调及pH敏感降解性被广泛研究,其表面易功能化,可与互补材料整合实现多功能刺激响应递送。氧化还原敏感材料MnOx可用于功能化ZIF-8纳米颗粒,在肿瘤相关条件下易降解,释放Mn²⁺离子并产生ROS,产物不仅加剧肿瘤细胞内氧化还原应激,还能激活cGAS-STING通路增强抗肿瘤免疫,且Mn²⁺可作为T1加权MRI造影剂增强肿瘤成像信号。此外,用肿瘤细胞膜(CM)包裹纳米颗粒可模拟源肿瘤细胞的生物学特性,提升同源靶向性并逃避免疫监视。因此,构建整合MnOx和CM涂层的ZIF-8基杂化纳米系统,是在免疫抑制性TME中增强HCC“双重打击”策略的合理设计。实现“双重打击”策略的最优药物组合为阿霉素(DOX)与胡椒碱(PL)。

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mPDZM与抗PD-L1抗体联合使用具有吸血效果和协同抗肿瘤疗效(摘自Advanced Science


本研究构建了一种多功能ZIF-8基杂化纳米系统,整合氧化还原响应MnOX壳层和同源CM涂层,用于协同衰老相关癌症治疗。纳米载体中共载DOX和PL以实现时序调控的“双重打击”策略:DOX诱导衰老,PL实现衰老清除。研究通过一系列体外和体内实验系统评估其理化性质、药物释放曲线、细胞毒性和免疫激活效果。该合理设计的纳米平台有望提升肿瘤特异性富集、增强抗肿瘤疗效,并在HCC的免疫抑制性TME中引发持续免疫应答。


原文链接:

https://doi.org/10.1002/advs.202517792


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