文献解析|免疫调节纳米酶优化癌症鸡尾酒疗法：癌症治疗的新突破

引言

癌症，作为威胁人类生命健康的重大疾病之一，一直是医学研究的重点领域。近年来，随着纳米技术和生物技术的快速发展，科学家们不断探索新的癌症治疗方法。其中，免疫调节纳米酶在癌症鸡尾酒疗法中的应用引起了广泛关注。北京大学侯仰龙教授团队在《Science Advances》上发表的研究成果，揭示了基于磁性纳米粒子的多功能可视化免疫调节纳米酶在优化癌症鸡尾酒疗法中的巨大潜力。

研究背景

模拟天然类酶活性的纳米酶在癌症治疗中逐渐崭露头角。这些纳米酶具有独特的物理化学性质，能够模拟天然酶的催化活性，从而在癌症治疗中发挥重要作用。然而，单一的纳米酶基治疗仍存在诸多挑战，如“脱靶”毒性和对转移性癌症的无效性等。为了解决这些问题，科学家们开始探索多功能纳米酶的设计与应用。

侯仰龙教授团队在研究中发现，通过设计基于磁性纳米粒子的多功能可视化免疫调节纳米酶，可以克服单一纳米酶治疗的局限性。这些纳米酶不仅具有固有的免疫原性，能够启动免疫应答，还能释放免疫激动剂以增强系统免疫反应，从而改善癌症免疫微环境，抑制原发性和转移性癌症。

研究方法

侯仰龙教授团队设计了一种名为Cu@Fe2C@mSiO2-PEG/LA-R848-ICG-AS1411的免疫调节纳米酶。这种纳米酶由多个组成部分构成，每个部分都发挥着关键作用。

1. 纳米酶的制备：
   • 首先，通过热解方法制备单分散的Cu@Fe2C纳米颗粒。
   • 然后，将Cu@Fe2C与介孔二氧化硅纳米颗粒集成形成Cu@Fe2C@mSiO2纳米球。
   • 接着，通过真空浸渍方式装载免疫激动剂R848。
   • 最后，用相变材料聚乙二醇/月桂酸（PEG/LA）包封纳米球，防止药物泄漏，并将核仁素特异性适体AS1411和荧光分子吲哚菁绿（ICG）共价附着在纳米球表面。
2. 纳米酶的功能：
   • 磁共振成像（MRI）对比剂：碳化铁纳米颗粒具有优异的磁性，可作为MRI对比剂，实现肿瘤的实时可视化。
   • 光热疗法（PTT）和化学动力学治疗（CDT）剂：碳化铁纳米颗粒还具有优异的光热转换特性和类过氧化物酶活性，可在光照下产生热量和化学活性物质，杀死癌细胞。
   • 免疫调节：纳米酶通过释放免疫激动剂R848，激活树突细胞、改善CD8+T细胞的功能、减少骨髓源性抑制细胞的数量，从而优化癌症免疫微环境。
   • 主动靶向：核仁素特异性适体AS1411能够实现对肿瘤部位的主动靶向，提高药物的治疗效率。
   • 实时成像：荧光分子ICG能够以高空间分辨率实现深部肿瘤的近红外区域（NIR-II）荧光成像，为治疗提供实时指导。

研究结果

侯仰龙教授团队的研究结果显示，这种多功能免疫调节纳米酶在癌症治疗中表现出显著的疗效。

1. 改善癌症免疫微环境：
   • 实验结果显示，纳米酶促进了树突细胞的成熟，提高了CD8+T细胞的活化和功能，降低了骨髓源性抑制细胞的比例。这些变化共同维持了肿瘤微环境良好的免疫动态平衡，有利于杀伤癌细胞。
2. 抑制原发性和转移性癌症：
   • 在活体实验中，纳米酶显著抑制了原发性和转移性癌症的生长。这可能是由于纳米酶通过多种机制共同作用，包括直接杀死癌细胞、激活免疫系统以及调节信号通路等。
3. 调节信号通路：
   • 研究还发现，纳米酶能够调节活性氧物种相关的Akt信号通路，从而激活细胞凋亡相关的信号通路。这一发现为阐释多功能纳米酶的协同作用提供了更深入的理解。
4. 成像引导治疗：
   • 荧光分子ICG的加入使得纳米酶具有实时成像的能力。在实验中，研究人员能够清晰地观察到纳米酶在肿瘤部位的分布和动态变化，为治疗提供了精确的指导。

对癌症治疗的贡献

侯仰龙教授团队的研究成果为癌症治疗领域带来了新的突破。

1. 提高治疗效果：
   • 通过设计多功能免疫调节纳米酶，研究人员成功克服了单一纳米酶治疗的局限性。这种纳米酶不仅具有多种治疗手段，还能根据肿瘤微环境的变化进行智能调节，从而提高了治疗效果。
2. 降低副作用：
   • 传统的癌症治疗方法往往伴随着严重的副作用。而侯仰龙教授团队设计的纳米酶具有高度的靶向性和可控性，能够减少对正常组织的损伤，降低副作用。
3. 推动个性化治疗：
   • 随着对纳米酶研究的深入，未来有望实现根据患者的具体情况进行个性化治疗。通过调整纳米酶的组成和功能，可以针对不同类型、不同阶段的癌症制定更加精准的治疗方案。
4. 促进多学科交叉：
   • 这项研究还促进了纳米技术、生物技术、医学影像学等多学科的交叉融合。未来，这种跨学科的合作模式将成为推动癌症治疗领域发展的重要动力。

结论与展望

侯仰龙教授团队的研究成果揭示了基于磁性纳米粒子的多功能可视化免疫调节纳米酶在优化癌症鸡尾酒疗法中的巨大潜力。这种纳米酶通过改善癌症免疫微环境、抑制原发性和转移性癌症、调节信号通路以及实现成像引导治疗等多种机制共同作用，为癌症治疗带来了新的突破。

未来，随着对纳米酶研究的不断深入和技术的不断成熟，我们有望看到更多基于纳米酶的创新疗法应用于临床实践中。这些疗法将为癌症患者提供更加有效、安全、个性化的治疗方案，为战胜癌症贡献更多的智慧和力量。