Harnessing Ag2S quantum dots with immune adjuvant for NIR-II fluorescence imaging-guided sonodynamic immunotherapy of colon cancer

利用Ag2S量子点结合免疫佐剂 用于NIR - II荧光成像引导的声动力免疫疗法来治疗结肠

Yuanyuan Zhang , Yujie Zhang , Yonghong Li , Yuhan Fu , Yuanru Zhao , Wei Zhao , Runqing Li , Yao Xian , Kangsheng Tu , Feng Wu , Cheng Li *, Yuzhu Hou *, Mingzhen Zhang

Chemical Engineering Journal ( IF 15.1 ) Pub Date : 2023-08-28,DOI: 10.1016/j.cej.2023.145685

主讲人：张雨璨 2024年1月28日

研究进展：

   作为一种新兴的非侵入性肿瘤治疗方法，声动力疗法( SDT )具有操作简便、非电离辐射、组织穿透力更深等优点。SDT的机制是外源性特定频率的超声波照射组织肿瘤产生"空腔效应"，激活肿瘤细胞积聚的声敏剂，使其由基态转变为兴奋态，并与周围氧分子反应产生大量活性氧( reactive oxygen species，ROS )，或通过"声致发光"或"细胞焦亡"直接产生大量ROS，引起肿瘤细胞死亡。SDT在肿瘤治疗方面取得了较大进展，在胰腺癌、肝癌、结肠癌等深部肿瘤方面已有较多研究。

 免疫治疗旨在提高患者免疫系统对抗癌细胞的能力。自2011年首个抗体ipilimumab易普利姆玛被US食品药品监督管理局( FDA )批准用于阻断黑色素瘤的免疫检查点以来，免疫治疗开启了抗癌战争的全新篇章，有效改善了癌症进展时间和患者生存期。尽管取得了重大进展，但免疫治疗的临床应用仍面临一些问题。50-60 %的患者对免疫检查点阻断剂(即原发性耐药)反应低下或无反应，此外，还有一些患者可能会随着时间的推移对(即获得性耐药)治疗产生抵抗，从而使疗效下降。此外，不受控制的组织积累和免疫治疗药物的组成性生物活性可能导致免疫治疗策略中的免疫相关不良事件( IRAE ) 。如何实现高效、特异、持续的肿瘤免疫是急需解决的科学问题。

   由于肿瘤的异质性和复杂性，单一的治疗手段很难治愈肿瘤。众多理论和实践证明，联合治疗可以减少单一治疗的一些不良反应或副作用，达到协同增效的效果，是治疗肿瘤的有效策略。目前，SDT已与不同类型的免疫治疗相结合，以增加SDT的敏感性，提高免疫治疗的反应性，降低免疫治疗的副作用，可有效改善肿瘤治疗的效果。

研究内容：

   本文构建了一种集成的仿生纳米颗粒用于NIR - II荧光成像引导的声动力免疫联合治疗。聚合物胶束( Ag2S @ P )由Ag2S量子点和两亲性聚合物泊洛沙姆F - 127通过自组装合成，并用嵌入同源佐剂的癌细胞膜对胶束进行修饰，生成仿生纳米载体Ag2S @ P @ CM-A。修饰后的癌细胞膜赋予纳米粒子同源靶向能力。在NIR - II荧光成像引导的SDT下，Ag2S @ P @ M - A产生活性氧( ROS )诱导的免疫原性细胞死亡( ICD )，其特征是释放肿瘤相关抗原( TAAs )和损伤相关分子模式( DAMPs )。同时，该纳米颗粒在肿瘤中释放Toll样受体4激动剂单磷酰脂质A ( MPLA )，与TAAs和DAMPs一起，促进树突状细胞( DCs )成熟、细胞毒性T细胞活化和肿瘤浸润，有效抑制肿瘤生长。结合免疫检查点抑制剂PD - L1，Ag2S @ P @ M - A介导的声动力-免疫治疗显示出更强的抗癌效果。总之，研究报告了一种有前途的治疗策略，用于跨越SDT和免疫治疗的局限性，以增强癌症治疗的效果。

要点：

1. 免疫佐剂功能化的细胞膜赋予纳米粒子靶向能力，负载的免疫佐剂与TAA、DAMPs共同促进DCs成熟

2. Ag2S是一种新型声敏剂，在US辐照下产生ROS引起ICD

3. Ag2S还具有良好的成像能力，可用于检测药物分布

总结与展望：

  本文设计了一种多功能同源靶向纳米粒子Ag2S@P@M-A，用于NIR-II荧光成像引导声动力免疫联合治疗结肠癌。该纳米颗粒表现出高效的肿瘤靶向性和NIR-II荧光成像能力。SDT处理能有效诱导ICD促进TAAs和DAMPs的释放，与免疫佐剂MPLA结合后，从而促进树突状细胞成熟，CD8+T细胞被激活，导致细胞因子分泌增加。在US照射下，纳米粒子能有效抑制肿瘤进展，与PD-L1免疫检查点联合使用可增强治疗效果。总之，本文阐述了一种通过结合无创SDT和免疫疗法来促进靶向肿瘤清除的新方法。