頭頸部鱗狀細胞癌是臨床上最常見的癌癥之一。由于其進展迅速,60%以上的病例發現時已是中晚期,而在晚期患者中,又有50%-60%的患者會出現術后復發和轉移,導致5年生存率較低。手術切除被認為是臨床治療頭頸鱗癌的主要手段。約40%-60%的晚期HNSCC患者在手術后會出現局部復發,常規化療和放療經常用于預防術后腫瘤復發。然而,這些都受到全身毒性、耐藥性和免疫系統損傷的限制。近日,華中科技大學生命科學與技術學院楊光教授團隊與武漢大學口腔醫學院孫志軍教授團隊以細菌纖維素(BC)為基材,合作構建了一種多功能的可植入的氧化細菌纖維素膜給藥模型(TB/αPD-1@AuNCs/OBC)。該研究在氧化細菌纖維素膜網絡結構中負載凝血酶與金納米籠荷載PD-1抗體應用于頭頸鱗癌術后治療,更高效的誘導腫瘤細胞焦亡,提高免疫檢查點阻斷治療的響應率,抑制腫瘤術后的復發。
該給藥模型通過金納米籠的光熱效果,在腫瘤部位產生活性氧(ROS),誘導腫瘤部位的細胞焦亡,釋放腫瘤相關抗原,活化抗原提呈細胞,進而激活T細胞介導的抗腫瘤免疫。顯著提高免疫檢查點阻斷的響應率,從而抑制腫瘤生長復發,延長了小鼠生存時間。該給藥模型具有優秀的生物安全性,展現了良好的生醫交叉效應及極佳的臨床應用前景。
圖1.AgNCs 透射電鏡圖(TEM) 與掃描電鏡圖(FESEM);AuNCs 透射電鏡圖(TEM) 與掃描電鏡圖(FESEM)
由于金納米籠(AuNCs)優異的藥物遞送和光熱轉化能力,該研究選擇AuNCs作為其主要的藥物遞送載體。采用電流置換法通過AgNCs制備而成。從圖1的電鏡圖可看到AuNCs具有中空多孔的結構,有利于其進一步負載免疫檢查點阻斷抗體PD-1得到αPD-1@AuNCs。
圖2.植入式多功能氧化細菌纖維素膜(TB/αPD-1@AuNCs/OBC)制備過程中不同部分的FESEM圖像。
圖3.αPD-1@AuNCs的體外實驗:(A)不同治療后細胞釋放HMGB1的細胞熒光;(B)不同治療后細胞釋放ATP的情況;(C)不同治療后細胞釋放LDH的程度;(D)不同治療后細胞焦亡相關蛋白的表達情況。
圖4.(A)頭頸鱗癌小鼠術后模型的治療示意圖;(B)不同治療的小鼠的腫瘤復發的生長曲線;(C)不同治療的小鼠體重的變化曲線;(D)不同治療的小鼠生存曲線;(E)不同治療的小鼠的活體成像。
圖5.(A)不同治療小鼠淋巴結中成熟樹突狀細胞(DCs)的比例及定量分析;(B)不同治療小鼠脾臟中CD8+T細胞的比例及定量分析;(C)不同治療小鼠脾臟中髓源性抑制細胞(MDSCs)的比例及定量分析。
最后該研究采用流式細胞術檢測了主要免疫器官中的免疫相關細胞的富集程度。
經過TB/αPD-1@AuNCs/OBC+L治療后,成功促進淋巴結中的DCs成熟,增加了脾臟中CD8+T細胞的浸潤,降低了髓源性抑制細胞的數量,有效地產生增強的腫瘤免疫應答。
該工作由華中科技大學生命科學與技術學院楊光教授團隊與武漢大學口腔醫學院孫志軍教授團隊共同合作完成。論文共同第一作者為華中科技大學李曉宏博士(現為上海硅酸鹽研究所博士后)、武漢大學博士生周俊杰。華中科技大學楊光教授、武漢大學口腔醫學院孫志軍教授、武漢大學口腔醫學院卜琳琳副教授為該文章的共同通訊作者。
論文鏈接:https://doi.org/10.1007/s12274-022-4811-7
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