Advanced Science:富氧金属多酚配位X射线纳米倍增器用于癌症联合治疗

放射疗法作为传统的癌症治疗手段,其功效已在多种类型的癌症治疗中得到了认可。但是,传统放疗仍存在一定的缺陷,如高剂量射线对正常组织产生的毒性以及肿瘤微环境对放疗过程中的抑制作用,都限制了放疗的效果。针对以上不足之处,澳门大学健康科学学院代云路教授课题组开发了一种富氧X射线纳米倍增器(Hb@Hf-Ce6 NPs)。该纳米放疗倍增器将氧气直接载入深度肿瘤组织中,在调和深度肿瘤乏氧环境的前提下提高肿瘤细胞对放疗的敏感度。同时,金属多酚配位的结构将重金属离子引入到放疗的过程中,深层次强化了放疗的治疗效果,达到二次倍增的肿瘤致死目的。另外,PD-1抗体蛋白的引入能够有效对原位瘤,远端瘤以及肿瘤细胞的肺转移产生抑制作用。

Hb@Hf-Ce6纳米粒子基于金属多酚配位的结构,将所有功能分子整合到纳米粒子中,实现多功能抗肿瘤效果。二氢卟酚e6(Ce6)修饰的多酚结构与高Z放疗增敏剂(铪,Hf)配位,氧载体血红蛋白(Hb)嵌合于配位结构中,克服与缺氧相关的耐辐射性。具体而言,在X射线辐射下,由Hf激发的放射诱导的物理过程可以激活光敏剂Ce6,从而产生高水平ROS诱导癌细胞损伤。在体外乳腺癌4T1细胞实验中,结果表明Hb@Hf-Ce6纳米粒子提高了放疗和放动力治疗诱导的肿瘤细胞死亡。另外,在小鼠原位双边肿瘤模型中,免疫检查点抑制剂的引入提高了放疗和放动力治疗引起的免疫反应,包括效应T细胞和记忆T细胞比例的提高,调节T细胞比例的降低,以及促进了巨噬细胞从M2型向M1型的分化,从而实现高效长时抑制肿瘤生长和转移。因此,这种联合治疗策略诱导了针对癌症根除和转移抑制的全面抗肿瘤免疫应答。是次工作提出了一种多功能金属多酚纳米平台,与免疫疗法相结合,实现高效的X射线介导的放疗/放动力治疗/免疫治疗,为癌症治疗提供新的选择。相关论文在线发表在Advanced Science (DOI: 10.1002/advs.202003338)。

该工作得到了澳门特别行政区科学技术发展基金资助(档案编号:0109/2018/A3和0011/2019/AKP)与澳大研究基金支持(档案编号:SRG2018-00130-FHS)。