仿生杂化纳米囊泡与溶致液晶系统用于化疗免疫联合治疗

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目的:近年来,免疫检查点阻断剂(ICB)、嵌合抗原受体-T细胞(CAR-T)、肿瘤疫苗、细胞因子等技术的发展推进了癌症免疫治疗的临床应用。然而,仅有部分患者对免疫治疗表现出持久响应,且单一的免疫疗法通常收效甚微。免疫疗法与化学疗法联用是提高和优化免疫治疗效果的可行策略,而合适的高效药物递送系统可进一步增强化疗免疫联合抗肿瘤效果。因此,为了有效抑制肿瘤生长或防止术后肿瘤复发与转移,我们分别针对皮下移植瘤与术后肿瘤模型,提出两种化疗免疫联合药物递送策略,并深入探索两种递送策略增强联合治疗效果的机制。方法:1、针对皮下移植瘤模型,我们将免疫原性肿瘤衍生囊泡(TNV)与合成脂质体(LIP)进行膜融合,构建出新型仿生杂化纳米囊泡(LINV),并包封免疫原性诱导剂阿霉素(DOX)(DOX@LINV),用于化疗免疫联合治疗。(1)采用水化挤出法制备LINV,并对其进行体外表征。利用Western blot免疫印迹法对LINV的特定蛋白进行分析。(2)分析LINV的载药特性与稳定性。考察不同肿瘤细胞对DOX@LINV的摄取及DOX@LINV的免疫原性细胞死亡(ICD)诱导效应。(3)提取骨髓来源的树突状细胞(BMDCs)考察LINV的免疫刺激作用。(4)通过酶联免疫斑点检测(ELISPOT)、效靶杀伤探究LINV是否可诱导机体产生抗原特异性免疫反应。(5)建立B16F10黑色素瘤与Lewis肺癌(LLC)皮下移植瘤模型考察DOX@LINV的抗肿瘤效应与作用机制。(6)考察DOX@LINV与免疫检查点阻断剂(a PD-1)的协同抗肿瘤效应。(7)构建三阴性乳腺癌4T1原位肿瘤模型,探索DOX@LINV对原位肿瘤的抑制效果。2、针对术后肿瘤的复发与转移,我们采用一种可注射型溶致液晶系统(LCFS),共载DOX与免疫调节剂雷西莫德(R848)(D/R@LCFS),用于术后化疗免疫联合治疗。(1)采用搅拌混合法制备溶致液晶前体,通过流变仪考察其流变学特性,利用偏振光学显微镜观测其内部结构。(2)通过活体成像技术与冷冻组织切片考察体内溶致液晶凝胶的储库效应及药物的释放特性。(3)提取BMDCs考察R848与免疫原性肿瘤细胞的免疫刺激作用。(4)构建B16F10黑色素瘤手术切除模型,考察D/R@LCFS对术后肿瘤复发的抑制效果及其对肿瘤微环境(TME)的调控作用。(5)考察D/R@LCFS联合免疫检查点阻断剂(a PD-1)对术后B16F10黑色素瘤及4T1乳腺癌复发与转移的协同抑制效果。结果:1、所构建的LINV粒径大小均一,含有与母细胞相同的膜蛋白,可高效包封并靶向递送阿霉素至同源肿瘤组织,诱导强烈的ICD效应。此外,LINV富含肿瘤特定抗原与免疫原性热休克蛋白,可促进DCs表面共刺激分子的表达上调,引发抗原特异性T细胞免疫反应。DOX@LINV可显著抑制小鼠B16F10黑色素瘤与LLC的生长,并促进肿瘤组织中效应CD8+T细胞的浸润、颗粒酶B的分泌,减少免疫抑制调节性T细胞的比例。当DOX@LINV与a PD-1联用后,小鼠生存期显著延长并使得33.3%的小鼠黑色素瘤得到完全消退。同样,DOX@LINV对低免疫原性的三阴性乳腺癌也具有良好的抑制效果。2、溶致液晶前体经皮下注射后,在肿瘤切除部位发生相变形成凝胶,并充当药物储库逐级释放DOX与R848。在DOX触发的ICD效应与R848的免疫调节作用下,D/R@LCFS将残留肿瘤或复发肿瘤转变为原位疫苗,促进DCs熟化与CD8+T细胞浸润,进而诱导抗原特异性T细胞免疫反应;同时,D/R@DOX促使肿瘤组织中M2型巨噬细胞极化为M1型巨噬细胞,使髓样来源的抑制细胞转变为肿瘤杀伤性抗原提呈细胞(M1或DCs)。经D/R@LCFS与a PD-1联合治疗后,机体产生更强烈的免疫反应与长期免疫记忆效应,并显著抑制术后B16F10黑色素瘤与4T1乳腺癌的复发与转移。结论:本论文所提出的化疗免疫联合递送策略,将具有免疫增强效应的化疗药物与免疫原性肿瘤细胞衍生囊泡、免疫调节剂或ICB结合,有效调控肿瘤免疫微环境,协同抑制肿瘤生长或术后肿瘤的复发与转移,有望为后续临床肿瘤治疗开辟新途径。创新点:(1)第一种化疗免疫联合治疗策略中所构建的仿生LINV,不仅保留了TNV的优势,如免疫活化作用与天然靶向性,同时又继承了合成脂质体的优势,如有效包封不同理化性质药物分子、易于功能化与大规模生产。(2)LINV既可作为化疗药物的靶向递送载体,同时又可结合其自身免疫活化作用,达到化疗免疫协同对抗肿瘤生长的效果。(3)第二种免疫联合策略采用的溶致液晶系统具有良好的生物相容性,制备方法简单,在肿瘤切除部位可形成原位凝胶作为药物储库。该联合策略首次将LCFS应用于抑制术后肿瘤的复发与转移。(4)D/R@LCFS可将术后残留的肿瘤或复发肿瘤转变成原位疫苗,并逆转免疫抑制微环境,进而有效抑制术后肿瘤的复发与转移。这种基于LCFS的联合策略有望为术后化疗免疫联合治疗提供一种可行的选择。
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