Advanced Materials:光热免疫协同功能的超分子纳米纤维应用于胰腺癌治疗

胰腺癌是恶性程度极高的肿瘤之一,其中位生存期仅为6个月,五年生存率仅为1%。临床数据显示,胰腺癌之所以难以攻克的原因在于以下两个方面:第一,致密的胰腺增生性基质包覆肿瘤生长,并且体积占据肿瘤组织的近90%。在传统的化疗与放疗过程中,乏氧、乏血供的基质屏障阻碍了药物通过系统循环的方式递送至肿瘤组织内部,同时,放疗药与化疗药会对机体正常组织造成副作用。此外,胰腺癌患者中可进行手术切除的患者仅占15%,因此,胰腺癌在临床上缺乏有效的系统治疗手段。第二,胰腺癌易通过机体的血液或淋巴系统进行转移,形成的转移灶损伤其他器官功能。因此,开发安全有效的治疗药物以抑制胰腺肿瘤的生长、消除胰腺肿瘤的转移,实现临床胰腺癌的有效治疗,面临严峻挑战。快速的近红外光热治疗与温和的免疫调节是疗效互补的策略。首先,光热治疗试剂的光响应波长位于近红外区(700-900 nm),该区间范围具有较高的穿透深度和较低的机体非特异性吸收,是良好的生物学治疗窗口。通常情况下,光热治疗可对富含光热剂的肿瘤组织进行定点清除。其次,免疫调节具有全身性、温和性、长效性等作用特点,有利于抑制或消除肿瘤转移灶。因此,选用免疫活性分子调控近红外光热试剂构筑纳米药物实现胰腺癌治疗是一种具有临床应用潜力的策略。

中国科学院过程工程研究所闫学海和合作者通过调控氢键等分子间弱相互作用,实现了水溶性免疫活性胸腺五肽和光敏分子吲哚菁绿的有序共组装,制备得到了纤维状纳米药。该纳米药既优化了光敏分子的光物理化学性能,又引入了长效免疫调节作用,适用于基质包覆且易于转移的胰腺癌治疗。

胸腺五肽(RKDVY,TP5)是具有多个氢键结合位点的亲水性五肽分子,同时也是一种临床应用的免疫活性肽,具有促进T细胞成熟及分化的功能。吲哚菁绿(ICG)是临床应用的近红外成像造影剂,大量研究表明ICG也是一种有效的小分子光热试剂。基于此,通过分子间氢键作用,TP5可调控ICG共组装形成纳米纤维(NFs)。ICG分子在TP5-ICG NFs中有序排布,避免了其自聚集效应及光降解特性,从而提高了其荧光发射及光热转化效率。结果表明,所得TP5-ICG NFs具有良好的光稳定性、胶体稳定性及生理条件稳定性。通过成像指导可确定药物扩散的最佳时间。经一次原位注射药物后,光热治疗快速杀伤主体肿瘤,免疫温和长久的调节作用抑制残余肿瘤生长、消除肿瘤转移。该策略选用临床获批的生物小分子构筑纳米药物,治疗方式简单安全,可互补放大抗肿瘤治疗效果,显示出潜在的临床应用前景。

论文信息:

Supramolecular Nanofbrils Formed by Coassembly of Clinically Approved Drugs for Tumor Photothermal Immunotherapy

Shukun Li, Wenjia Zhang, Ruirui Xing*, Chengqian Yuan, Huadan Xue*, Xuehai Yan*

Advanced Materials

DOI: 10.1002/adma.202100595