“双管齐下”！中南大学周文虎教授团队：发现癌症治疗创新策略

摘要：12月24日，中南大学周文虎教授研究团队在期刊《Advanced Science》上发表了研究论文，题为“Co-Delivery of aPD-L1 and CD73 Inhibitor Using CalciumPhosphate Nanoparticles

【导读】黑色素瘤是一种恶性皮肤肿瘤，尤其是无法切除或已经转移的病例，治疗难度较大。

12月24日，中南大学周文虎教授研究团队在期刊《Advanced Science》上发表了研究论文，题为“Co-Delivery of aPD-L1 and CD73 Inhibitor Using CalciumPhosphate Nanoparticles for Enhanced Melanoma Immunotherapy with Reduced Toxicity”，本研究中，研究人员通过多组学数据分析发现，在黑色素瘤中CD73和PD-L1的空间共定位与更好的无进展生存期（PFS）相关，这表明这两种抑制剂具有协同潜力。在此基础上，研究人员开发了一种新型治疗策略，利用钙磷酸盐（CaP）纳米颗粒协同递送aPD-L1和APCP（CD73抑制剂）。这些纳米颗粒采用生物矿化方法制备，具有高药物负载能力和pH响应性药物释放特性。与游离的aPD-L1相比，CaP递送的aPD-L1有效避免了系统性副作用，同时显著增强了抗肿瘤效果，甚至超过了游离aPD-L1的20倍剂量。此外，CaP纳米颗粒协同递送aPD-L1和APCP显示出协同抗肿瘤效应，通过免疫记忆效应产生显著的免疫激活和防止肿瘤复发。这些发现表明，利用CaP纳米颗粒协同递送aPD-L1和APCP是改善黑色素瘤免疫治疗的一种有前途的方法，可实现增强疗效和降低毒性的双重目标。

背景信息

黑色素瘤是一种预后不良的恶性皮肤肿瘤。虽然早期黑色素瘤可以通过手术切除有效治疗，但对于无法切除或已发生远处转移的黑色素瘤患者，治疗选择有限，且通常效果不佳。最近，免疫疗法，特别是针对PD-1/PD-L1的免疫检查点抑制剂（ICIs），在黑色素瘤治疗中显示出了有希望的前景。尽管ICIs取得了成功，但只有一小部分患者从这些治疗中受益，总体响应率仍然相对较低。此外，与化疗或靶向疗法相比，ICIs与特定器官的免疫介导的不良事件（irAEs）风险增加有关。由于PD-L1在正常组织中的表达，静脉注射aPD-L1可能会导致其与非肿瘤组织结合，导致肿瘤部位aPD-L1浓度降低，从而降低疗效。此外，这还可能导致非特异性免疫激活和靶点外的肿瘤相关不良事件（irAEs），包括转氨酶升高、肺炎和肾炎等，可能需要中断治疗甚至导致致命后果。因此，提高ICIs的治疗效果和安全性至关重要。

最近的临床试验结果表明，将PD-1/PD-L1抗体与其他免疫检查点抑制剂联合使用，与单用PD-1/PD-L1相比，显著提高了响应率（RR）、无进展生存期（PFS）和总生存期（OS）。例如，CD73抑制剂在某些肿瘤中与PD-(L)1抑制剂显示出协同作用，并在晚期实体瘤患者中显示出有希望的结果。CD73是一种由NT5E编码的细胞表面酶，广泛表达在各种细胞表面，在缺氧条件下肿瘤微环境中会上调表达。CD73与CD39共同作用，将具有免疫激活功能的ATP转化为具有免疫抑制作用的腺苷。腺苷通过与A2AR和其他腺苷受体结合来抑制免疫活性。据报道，与周围正常组织相比，黑色素瘤组织中CD73的表达上调，其高表达与肿瘤转移、对免疫治疗的反应降低以及不良预后有关，包括更差的总生存期（OS）和无病生存期（DFS）。这表明CD73可能是黑色素瘤的一种有前途的治疗靶点。越来越多的证据表明CD73是一种新型免疫检查点。目前，全球正在进行多项临床试验，探索CD73抑制剂与aPD-(L)1抗体在晚期实体肿瘤中的联合应用。然而，CD73抑制剂与aPD-(L)1抗体在黑色素瘤中的联合应用是否能增强免疫治疗的疗效还有待进一步研究。

体外实验表明，CaP纳米粒子能够有效递送aPD-L1，增强其抗肿瘤活性

为了研究纳米粒子递送对aPD-L1抗肿瘤效应的增强作用，研究人员制备了aPD-L1@CaP纳米粒子负载aPD-L1。在建立B16F10肿瘤模型后，进行了多种治疗，包括PBS、CaP、aPD-L1（2.25 mg/kg）、aPD-L1+CaP、aPD-L1@CaP、aPD-L1（4倍剂量，9 mg/kg）和aPD-L1（20倍剂量，45 mg/kg）。这些治疗在第4、7和10天注射，并持续监测肿瘤体积。通过肿瘤生长曲线、治疗后的肿瘤照片和肿瘤体积测量来评估疗效。结果表明，游离aPD-L1显示出剂量依赖性的抗肿瘤活性。aPD-L1@CaP组表现出最显著的治疗效果，与游离aPD-L1的20倍剂量相当。这些结果表明，纳米粒子递送可增强aPD-L1的疗效，主要是由于在肿瘤区域的积聚改善。进一步的免疫流式细胞分析显示，aPD-L1@CaP治疗组肿瘤组织中CD8+细胞毒性T细胞的浸润量增加，Granzyme B（GZMB）的释放量也更大。免疫荧光染色显示，当细胞毒性T细胞释放GZMB时，aPD-L1@CaP组肿瘤细胞的增殖显著受到抑制。这些发现表明，通过CaP纳米颗粒递送aPD-L1可以显著降低所需剂量，实现更有效的抗肿瘤免疫疗法。

aPD-L1/APCP@CaP通过免疫记忆效应防止肿瘤复发

免疫疗法相对于传统疗法的一个重要优势在于其能够诱导免疫记忆效应，有助于抑制肿瘤的转移和复发。为了研究aPD-L1/APCP@CaP纳米颗粒在这方面的潜力，研究人员研究了其通过免疫记忆效应抑制远端肿瘤生长的效果。将原发肿瘤接种在右侧腹侧的小鼠被分别给予PBS、CaP、APCP、aPD-L1、APCP+aPD-L1、APCP@CaP、aPD-L1@CaP和aPD-L1/APCP@CaP，在第4、6和8天进行治疗。在第10天，接种了次级远端肿瘤，并对其生长情况进行了20天的监测。

每种治疗方法对远端肿瘤的治疗效果与其对原发肿瘤的效果相似，其中aPD-L1/APCP@CaP显示出最显著的抑制作用，抑制率超过95%。为了阐明免疫记忆效应的机制，研究人员使用流式细胞术测量了远端肿瘤中效应记忆T细胞（TEM）的水平。结果显示，在使用aPD-L1/APCP@CaP治疗后，远端肿瘤中TEM细胞数量显著增加，证实了纳米颗粒能够激活长期免疫记忆，从而防止肿瘤转移和复发。

结论

本研究证明，CaP纳米颗粒在协同递送aPD-L1和APCP方面具有潜力，可同时解决增强治疗效果和减少毒性这两个在黑色素瘤免疫治疗中面临的挑战。协同递送系统诱导的免疫记忆效应凸显了其预防肿瘤复发和转移的潜力，提供了一种持久而强大的治疗选择。这种创新策略为黑色素瘤和其他癌症的联合疗法的制定提供了新的途径，为更有效、更安全的免疫疗法治疗铺平了道路。

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