CEJ 肿瘤微环境激活同源靶向羟自由基纳米发生器用于非小细胞肺癌

非小细胞肺癌(NSCLC)作为最常见的肺癌亚型，恶性程度极高，其5年生存率低于5%。顺铂作为经典的化疗药物被广泛用于Ⅰ期和Ⅱ期NSCLC手术后的化疗和Ⅲ期NSCLC放疗联合治疗，但其较低的响应率(仅为15%-30%)和显著的毒副作用(周围神经病变、肾毒性等)已成为不可忽视的临床问题。顺铂与近年来兴起的免疫检查点阻断剂联合治疗方案开启了肺癌治疗的新篇章，临床研究表明，联合方案对NSCLC的疗效均优于单一治疗方案。然而，顺铂不能通过诱导肿瘤细胞的免疫原性死亡(immunogenic cell death, ICD)而增强抗肿瘤免疫应答，并且联合方案也显著增强了自体免疫反应和副作用。因此，通过提高抗肿瘤免疫应答，降低毒副作用，开发更为优化的NSCLC联合治疗方案仍是临床的迫切需求。

基于以上临床问题和需求，珠海市人民医院文烈伟博士及广西大学陆翠霞博士合作构建了一种以肿瘤细胞膜修饰的纳米复合物(M@MTCA)，靶向递送顺铂和PD-L1核酸适配体(APT)，并在肿瘤酸性微环境中响应性释放顺铂、APT和亚铁离子(Fe^{2+)。释放的顺铂除发挥化疗作用外，还增加了肿瘤微环境中的过氧化氢含量，促使Fe2+通过芬顿反应持续产生细胞毒性羟自由基，赋予了M@MTCA“羟自由基纳米发生器”的功能特性，并协同增强顺铂的化疗效果。更为特别的是，M@MTCA能够诱导肿瘤细胞ICD，将免疫原性低的“冷”肿瘤转换为高免疫原性的“热”肿瘤，可与APT协同发挥更为强大的抗肿瘤免疫反应。该纳米复合物有望为传统的化学-免疫治疗提供一种更为理想的联合治疗策略。}

本文要点：

（1）纳米复合物的表征和功能特性

利用水热法合成了金属有机框架纳米材料(MOF)，在MOF上络合了还原剂单宁酸(TA)，并成功在MOF装载顺铂和PD-L1核酸适配体。在弱酸性微环境下纳米复合物可释放出顺铂和Fe^{2+，并可通过Fe2+与H_{2O2的芬顿反应催化产生羟自由基。}}

纳米复合物的表征和催化、释药性能

（2）纳米复合物在肿瘤细胞内的催化性能及杀伤效果

通过羟自由基(OH)特异性的荧光探针(APF)检测纳米复合物在肿瘤细胞内催化产生OH的性能，表明纳米复合物可通过释放顺铂增加细胞内H_{2O2，并由释放的Fe^{2+加速催化芬顿反应产生OH，高效杀伤肿瘤细胞。并且相较于单纯的顺铂，纳米复合物可诱导肿瘤细胞ICD，有望通过增强肿瘤的免疫原性，提高抗肿瘤免疫应答。}}

M@MTCA的同源靶向性和催化产生羟自由基性能

（3）纳米复合物的肿瘤靶向性

为了赋予纳米复合物肿瘤靶向性，在纳米复合物表面以小鼠非小细胞肺癌细胞(LL/2)细胞膜进行伪装修饰，构建靶向递送的纳米复合物(M@MTCA)。通过对比小鼠非小细胞肺癌细胞(LL/2)对伪装修饰肿瘤细胞膜前后的纳米复合物(MTCA和M@MTCA)摄取情况，及LL/2、巨噬细胞(RAW264.7)和正常肝细胞(LO2)等不同细胞对M@MTCA的摄取情况分析，表明M@MTCA对LL/2细胞具有较好的同源靶向性。

述（最多18字

纳米复合物的肿瘤靶向性能

（4）纳米复合物增强荷瘤小鼠的抗肿瘤免疫反应M@MTCA通过诱导肿瘤细胞ICD，显著促进了DC成熟，通过DC的抗原交叉呈递能力，并促进了T细胞增殖和活化。进一步的结果表明，用M@MTCA处理的小鼠表现出了IL-2和TNF-α的分泌显著增加，这两种细胞因子的分泌与Th1/CTL介导的免疫反应有关，表明M@MTCA可以CTL介导的抗肿瘤免疫反应。而通过检测肿瘤部位浸润的CTL及其分泌的IFN-γ也证实羟自由基纳米反应器与PD-L1适配体联用可逆转CD8^{+ T细胞的耗竭，有效增强CTL介导的抗肿瘤免疫反应。}

M@MTCA增强的抗肿瘤免疫反应

总结：本研究通过构建一种靶向肿瘤的多功能纳米复合物(M@MTCA)，提出了一种肿瘤化学-免疫协同治疗的策略，该纳米复合物可将化疗药物和免疫检查点阻断剂靶向递送到肿瘤，并通过持续地催化产生OH，提高抗肿瘤免疫反应。在非小细胞肺癌小鼠模型中，M@MTCA通过补充H_{2O2并提供Fe^{2+，加速催化芬顿反应，使纳米复合物具有OH生成能力，提高化疗效果。同时，M@MTCA通过诱导免疫原性死亡，降低免疫原性的“冷”肿瘤逆转为免疫原性的“热”肿瘤，并通过联合免疫检查点阻断剂增强抗肿瘤免疫反应，有效抑制肿瘤生长。M@MTCA较高的生物相容性和肿瘤靶向性，也极大地降低了联合治疗对机体的毒副作用，有望作为一种有前景的纳米药物提高NSCLC的化疗和免疫治疗效果。}}