唐本忠院士等发现增强乳腺癌免疫治疗的新策略

近日，香港中文大学唐本忠院士、广西医科大学潘灵辉教授及广州医科大学张天富教授共同在《Cell Reports Physical Science》发表了题为“Platelet-derived exosomes hybrid liposomes facilitate uninterrupted singlet oxygen generation to enhance breast cancer immunotherapy”的研究论文，并被遴选为当期封面文章。该研究设计了一种由血小板外泌体杂化脂质体构成的纳米囊泡，共载聚集诱导的发射光敏剂和氯过氧化物酶，命名为DCHL。DCHL可靶向肿瘤组织，持续产生单线态氧（1O2），促进全身肿瘤免疫，并在乳腺癌小鼠模型中取得了良好的治疗效果。该研究为后续混合脂质体肿瘤治疗系统的设计提供了一种新的途径。

研究背景

免疫治疗已成为继手术、放疗、化疗之后的第四大癌症治疗方法，是近年来应用研究和临床医学实践先进的研究领域之一。此外，随着免疫治疗机制相关研究的迅速推进，免疫治疗已成功应用于癌症的临床治疗。基于活性氧的抗肿瘤治疗(如光动力治疗、放射治疗、化学动力治疗、声动力治疗等)可有效引起肿瘤细胞免疫原性细胞死亡(ICD)和T细胞浸润，从而引起全身免疫反应，已被大量前期研究证实，是促进肿瘤免疫疗效的一种非常有效的途径。其中，具有聚集诱导发射(AIE)发光的光敏剂(AIEgens)可以在光照条件下有效地产生单线态氧(1O2)杀死肿瘤细胞，已被用于治疗癌症。

此外，聚集体诱导的发光装置还具有制备简单、耐光漂白、荧光特性优异、生物相容性好等优点。近年来在光动力治疗(PDT)领域得到了广泛的应用，并取得了很大的进展，具有潜在的医学应用价值。然而，1O2的寿命通常很短(<0.04 μs)。光反应结束后，1O2会迅速湮灭，因此其作用距离相对有限。大量产生1O2需要持续的光照，但长期的光照会造成皮肤损伤和其他不良副作用。因此，需要开发能够在肿瘤部位持续产生1O2的策略，以提高PDT和免疫治疗的疗效。

研究表明，与传统的1O2诱导肿瘤动态疗法相比，酶动态疗法因其生产效率高，不受肿瘤缺氧和外界刺激的限制而备受关注。酶动态疗法利用氯过氧化物酶(CPO)与过氧化氢(H2O2)催化氯化物生成次氯酸(HClO)并形成1O2。

因此，酶动力疗法也被认为是促进肿瘤免疫治疗的潜在候选疗法。然而，酶的动态治疗过程受到过氧化氢含量的限制。过氧化氢含量有限(约100 μM)和谷胱甘肽(GSH;2-10 mM)细胞内可有效抑制酶动力治疗的抗肿瘤作用。目前迫切需要通过改变肿瘤微环境来增强酶动力治疗的效果。值得注意的是，PDT驱动的线粒体电子传递链失效可导致细胞内生成过氧化氢，PDT产生的1O2可消耗GSH。因此，假设PDT联合酶动力治疗可以实现不间断的1O2生成，从而增强肿瘤免疫应答。

研究过程

本研究设计了血小板外泌体杂化脂质体给药系统(命名为血小板源性外泌体杂化脂质体共载DPDPy和CPO [DCHL])，将CPO和AIE光敏剂DPDPy载至肿瘤部位，实现持续生成1O2，增强酶动力治疗和肿瘤免疫治疗。先前的许多研究表明，血小板来源的外泌体可以保留血小板膜的p -选择素蛋白，并可以靶向肿瘤细胞。

血小板外泌体杂化脂质体既具有脂质体的高载药能力，又具有血小板外泌体的肿瘤靶向能力，是具有较高临床转化潜力的药物载体。同时制备的AIE分子DPDPy具有较高的1O2生成能力和光漂抗性。具体来说，DCHL靶向肿瘤细胞后，脂质体在光照下被破坏，释放DPDPy和CPO, DPDPy产生1O2，导致线粒体损伤，产生大量过氧化氢。随后，CPO利用过氧化氢和氯化物合成HClO，作为第二步(与CPO无关)，HClO与过氧化氢反应生成1O2，从而继续引起氧化应激和ICD。肿瘤相关抗原可刺激免疫系统，引起树突状细胞成熟和T细胞活化浸润，引起全身免疫反应。研究人员还建立了小鼠双侧皮下肿瘤模型和小鼠肿瘤复发再攻模型。实验结果表明，用DCHL系统治疗原发肿瘤可导致远端肿瘤的实质性抑制;然而，小鼠淋巴结中活化的树突状细胞数量和远处肿瘤中的CD8+ T细胞数量均显著增加。手术切除后，血液中中央记忆T (central memory T, TCM)细胞数量明显增加，可明显延缓肿瘤的再攻击和复发。

研究意义

总之，DCHL系统可以为后续的混合脂质体肿瘤治疗系统的设计提供一个很好的思路，具有很高的临床应用潜力。