引言
放射治疗与免疫治疗的结合,即放射免疫疗法,已成为癌症治疗领域的前沿方向。然而,肿瘤内部的乏氧微环境常常会削弱放疗效果,并抑制免疫系统的攻击能力,成为治疗的一大瓶颈。近日,一项发表于《美国化学会志》(JACS)的研究为攻克这一难题带来了新希望,研究人员开发出一种创新的金属酚醛外膜囊泡(Hf-OMVs),为增强乳腺癌等实体瘤的放射免疫治疗效果提供了全新策略。
什么是金属酚醛外膜囊泡(Hf-OMVs)?
这项由深圳湾实验室饶浪研究员团队主导的研究,巧妙地将三种关键成分融为一体,构建了一个多功能的纳米治疗平台:
- 细菌外膜囊泡(OMVs): 源自大肠杆菌,其表面携带了大量的过氧化氢酶。这种酶是缓解肿瘤乏氧的关键。
- 铪离子(Hf⁴⁺): 一种高原子序数的金属元素。在放射治疗中,它可以像“放大镜”一样聚集辐射能量,从而扮演放疗增敏剂的角色。
- 单宁酸(TA): 一种天然多酚,作为“粘合剂”,通过配位作用将铪离子稳定地“涂装”在OMVs的表面。
通过这种精巧的设计,研究团队成功构建了名为 Hf-OMVs 的金属酚醛外膜囊泡。这种纳米颗粒不仅具备生物相容性,更集多种治疗功能于一身。
图1 金属酚醛外膜囊泡的构建及其用于肿瘤放射免疫治疗
Hf-OMVs如何实现“一石三鸟”的抗癌效果?
当Hf-OMVs通过静脉注射进入体内并富集于肿瘤部位后,它会启动一套协同增效的“组合拳”,从三个层面精准打击癌细胞:
- 缓解肿瘤乏氧,为放疗“扫清障碍”: Hf-OMVs中的过氧化氢酶能高效分解肿瘤微环境中常见的过氧化氢(H₂O₂),将其转化为氧气。这不仅直接改善了肿瘤的乏氧状态,也使得癌细胞对后续的放射治疗变得更加敏感。
- 增强放疗杀伤,实现“精准爆破”: 在接受放射治疗(放疗)时,表面的铪元素能有效增加肿瘤对辐射能量的吸收,从而更高效地杀死癌细胞,并促使肿瘤释放大量抗原。
- 激活免疫系统,启动“长效追杀”: OMVs本身就是一种强大的免疫激活剂。当放疗杀死癌细胞并释放肿瘤抗原后,OMVs能够有效促进免疫细胞(如树突状细胞)对抗原的呈递,从而激活T细胞,引发针对肿瘤的全身性、持久性的免疫反应。
临床前研究成果与展望
为了验证这一策略的有效性,研究团队在小鼠乳腺癌模型中进行了实验。结果显示,Hf-OMVs联合放射治疗的组合疗法表现出强大的协同抗癌效应,不仅显著延缓了接受治疗的原发肿瘤的生长,更重要的是,它同样有效抑制了未直接接受放疗的远端肿瘤的生长,这证明该疗法成功激发了全身性的抗肿瘤免疫反应。
总而言之,这项研究成功地将天然生物囊泡的优势与合成金属酚醛网络的功能相结合,开发出一种极具潜力的肿瘤放射免疫治疗新平台。它通过缓解乏氧、放疗增敏和免疫调节三重机制协同作用,为未来开发更高效的癌症治疗方案,特别是针对乳腺癌等难治性实体瘤,开辟了新的道路。