Small: 基于介孔黑色二氧化钛的纳米疫苗复合物用于增强声动力/气体/免疫抗肿瘤治疗

大量研究证实, 肿瘤细胞被基于“纳米疫苗”的放疗、化疗和光疗破坏后会释放大量肿瘤相关抗原(TAAs), 诱导发生肿瘤相关抗原特异性免疫反应并特异性杀死体内的肿瘤细胞。另一方面, 免疫检查点抑制剂PD-L1抗体(αPD-L1)可以阻止表面PD-L1抗原相关的肿瘤细胞免疫逃逸途径并维持T细胞的活性。因此, 联合“纳米疫苗”与αPD-L1检查点抑制剂的协同治疗体系,可引发体内抗肿瘤免疫反应, 并在原发肿瘤和转移病灶的同步治疗上有很大的潜在应用。

作为医疗激发源,超声(US)比近红外光(NIR)具有更深的组织穿透能力,因此声动力疗法(SDT)在临床应用中更具前景。二氧化钛(TiO2)是一种典型的声敏剂,在US辐射下可产生单线态氧(1O2)等活性物种。相比传统白色TiO2,黑色还原状态的TiO2拥有丰富的缺陷物种特别是氧缺陷(Ov), 这些缺陷物种能够有助于分离能带结构中的电子(e)和空穴(h+),作为声敏剂可获得更高的1O2产量。

一氧化氮(NO)是一种气体递质, 在高浓度时, NO可通过抑制线粒体的活性, 损伤 DNA 以及激活凋亡途径等方式对肿瘤细胞进行杀伤作用。然而不可控的摄入或释放高浓度 NO 会带来中毒风险。精氨酸(LA)是一种天然的NO来源物质, 在人体内通过一氧化氮合酶脱胍基产生NO。更重要的是, LA 可通过US辐射刺激产生NO。因此, 使用LA作为外源性NO补充剂, 通过US控制NO在肿瘤部位的定向释放是一个安全有效的气体治疗方式。

基于上述背景, 长春应用化学研究所林君研究员课题组和广州医科大学侯智尧教授课题组基于LA担载的黑色介孔TiO2(BMT)设计合成了集声动力治疗、气体治疗与免疫治疗于一体的“纳米疫苗”:BMT@LA。US 能同时触发 BMT 和 LA 分别产生1O2 以及 NO 。同时,由BMT 产生的1O2又能促进 LA 的氧化产生更多的NO,实现声动力/气体治疗的协同增强效果。结合免疫检查点抑制剂α PD-L1,US触发的 BMT@LA能够引发较强的抗肿瘤免疫应答,可以同步对原发性肿瘤和转移性肿瘤实现有效杀伤与抑制作用。该US响应的声动力/气体/免疫联合治疗模式为未来的临床癌症治疗提供更多的可能途径。相关论文在线发表在Small(DOI: 10.1002/smll.202005728)上。