可生物降解Cu3P声酶通过激活cGAS-STING通路和敏化免疫检查点阻断实现肿瘤特异性铜死亡增强的声免疫治疗

本研究针对免疫抑制肿瘤微环境阻碍树突状细胞成熟的关键难题，开发了具有肿瘤微环境响应降解特性的Cu3P声酶纳米平台。该研究创新性地将声动力治疗(SDT)、化学动力治疗(CDT)、铜死亡(cuproptosis)、cGAS-STING通路激活和免疫检查点阻断(ICB)相结合，实现了对原发性肿瘤和远端肿瘤的高效抑制，为肿瘤免疫治疗提供了新策略。

　　

癌症治疗领域正面临重大挑战。尽管手术、化疗和放疗等传统治疗方法在临床上广泛应用，但它们都存在明显局限性：手术创伤大且无法清除微转移灶；化疗毒性强易产生耐药性；放疗仅限于局部且会损伤周围正常组织。近年来，以免疫检查点抑制剂为代表的肿瘤免疫治疗取得了突破性进展，成为驱动基因阴性晚期肺癌患者的新选择。然而，相当一部分患者因肿瘤细胞PD-L1表达水平低而对免疫检查点阻断治疗反应不佳，同时还面临耐药性和免疫相关不良反应等问题。

在这种背景下，研究人员开始探索新型细胞死亡方式如铁死亡(ferroptosis)、焦亡(pyroptosis)和铜死亡(cuproptosis)为肿瘤治疗提供新机遇。其中，铜死亡作为一种新发现的铜诱导细胞死亡机制，通过过量铜离子(Cu⁺)阻碍线粒体代谢活性而发挥作用。值得注意的是，铜死亡不仅能诱导免疫原性细胞死亡(ICD)，促进树突状细胞(DCs)成熟和细胞毒性T淋巴细胞浸润，还能增加肿瘤细胞PD-L1表达并激活cGAS-STING通路。然而，铜死亡研究仍处于早期阶段，面临两大挑战：一是如何提高铜离子在肿瘤细胞内的特异性积累，避免对正常组织造成潜在安全风险；二是如何克服谷胱甘肽(GSH)对铜死亡疗效的抑制作用。

针对这些挑战，复旦大学华东医院胸外科吴赟团队在《Materials Today Bio》上发表了一项创新性研究。他们通过原位磷化策略从Cu₂O纳米立方体合成了Cu₃P声酶，并负载具有抗肿瘤活性的三萜类化合物Celastrol(Cel)，构建了多功能纳米平台Cu₃P-Cel。

研究团队主要采用了以下关键技术方法：通过原位磷化法合成Cu₃P纳米立方体；利用光谱学和显微技术表征材料性质；通过细胞实验评估生物相容性和抗肿瘤效果；建立双侧肿瘤动物模型验证体内疗效；采用分子生物学方法检测信号通路激活情况。

材料表征结果显示，Cu₃P纳米立方体尺寸约为25纳米，具有良好的结晶性和胶体稳定性。与Cu₂O相比，Cu₃P具有更窄的带隙(1.51 eV对1.63 eV)和更负的导带电位(-0.83 eV对-0.05 eV)，这使其具有更高的声动力活性。更重要的是，Cu₃P表现出肿瘤微环境响应降解特性：在酸性条件下(pH 6.0)能有效降解，而在正常生理条件(pH 7.4)下保持稳定，这种选择性降解行为有效避免了铜死亡对正常细胞的潜在风险。

在声动力性能方面，Cu₃P在超声波照射下能高效产生单线态氧(¹O₂)和超氧阴离子(O₂^•ˉ)，其活性显著高于Cu₂O。同时，Cu₃P还表现出优异的类芬顿反应活性和GSH耗竭能力，这得益于其结构中Cu⁺/Cu²⁺的循环转化。

细胞实验结果表明，Cu₃P-Cel在超声波照射下对肺癌A549细胞表现出强烈杀伤作用，半抑制浓度(IC₅₀)仅为14.9 μg/mL，而对正常LO2细胞无明显毒性，显示出良好的肿瘤特异性。机制研究发现，Cu₃P-Cel能诱导铜死亡，表现为DLAT蛋白寡聚化以及LIAS和FDX1蛋白表达下调。同时，该治疗能显著激活cGAS-STING通路，增加磷酸化STING(p-STING)和TBK1(p-TBK1)蛋白表达，促进干扰素-β(IFN-β)释放。

值得注意的是，Cu₃P-Cel治疗还能诱导强烈的免疫原性细胞死亡，表现为钙网蛋白(CRT)暴露、高迁移率族蛋白B1(HMGB1)释放和ATP分泌增加。这些变化有效促进了树突状细胞成熟，表现为CD80和CD86表达上调。

在动物实验中，研究人员建立了4T1乳腺癌双侧肿瘤模型。体内分布显示，Cu₃P-Cel能在肿瘤部位特异性积累，并在24小时达到峰值。治疗结果表明，Cu₃P-Cel联合超声波和αPD-L1抗体能显著抑制原发性肿瘤和远端肿瘤生长，促进肿瘤细胞凋亡，并延长小鼠生存期。进一步分析发现，该联合治疗能有效激活肿瘤微环境中的T细胞，增加CD4⁺和CD8⁺T细胞浸润，同时促进IFN-γ、TNF-α和IL-6等免疫相关细胞因子分泌。

安全性评价显示，Cu₃P-Cel治疗不会引起小鼠体重下降，主要器官未见明显病理损伤，血液指标均在正常范围内，且纳米材料能在14天内通过肝肾途径有效清除，表现出良好的生物相容性。

该研究成功构建了具有肿瘤微环境响应降解特性的Cu₃P声酶纳米平台，实现了声动力治疗、化学动力治疗、铜死亡诱导、cGAS-STING通路激活和免疫检查点阻断的有机整合。这种多模式协同治疗策略不仅能有效杀伤肿瘤细胞，还能激活系统性抗肿瘤免疫应答，为克服肿瘤免疫抑制微环境提供了新思路。特别值得一提的是，该纳米平台具有良好的生物可降解性和肿瘤特异性，有效避免了传统铜死亡诱导剂对正常组织的潜在毒性，具有重要的临床转化前景。这项研究为开发新型肿瘤免疫治疗策略提供了有价值的技术平台和理论依据，有望推动声免疫治疗领域的进一步发展。