综述:通过合理工程化的无机纳米材料推进肿瘤免疫治疗
《Acta Biomaterialia》:Advancing tumor immunotherapy through rationally engineered inorganic nanomaterials
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时间:2025年10月24日
来源:Acta Biomaterialia 9.6
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本综述系统阐述无机纳米材料如何通过其独特理化性质(如催化、光学特性)增强肿瘤免疫治疗,重点探讨其作为免疫调节剂激活关键通路(如cGAS/STING)、协同免疫检查点抑制剂(如抗PD-1/PD-L1)及重塑肿瘤免疫微环境等机制,为设计新一代免疫治疗平台提供新视角。
肿瘤疫苗通过引导免疫系统识别肿瘤抗原发挥作用,但其效果常受限于抗原递呈效率低等问题。无机纳米材料凭借高比表面积和可修饰性,能高效负载抗原与佐剂。例如锰基纳米材料可激活cGAS-STING通路,增强树突状细胞成熟;介孔二氧化硅纳米粒则通过缓释抗原持续激活T细胞反应。这些材料还能结合光热效应诱导免疫原性细胞死亡(ICD),释放肿瘤相关抗原,形成"原位疫苗"效应。
在CAR-T疗法中,无机纳米材料可优化细胞递送与活化。金纳米棒通过表面修饰靶向T细胞受体,提高肿瘤浸润效率;磁性纳米粒子在外磁场引导下精准富集于肿瘤部位。更有研究利用氧化铁纳米颗粒携带IL-2等细胞因子,维持回输T细胞活性。对于NK细胞疗法,硒化镉量子点可通过调控ROS水平增强其肿瘤杀伤能力。
金属离子是天然免疫信号调节器:Mn2+直接促进cGAS-STING通路激活,诱导I型干扰素产生;Ca2+通过NF-κB通路促进炎症因子释放;锌基纳米材料则通过MAPK通路调控巨噬细胞极化。值得注意的是,某些稀土纳米材料(如氧化铈)可通过模拟超氧化物歧化酶活性,调节氧化应激相关信号通路,间接影响免疫细胞功能。
针对PD-1/PD-L1抑制剂响应率低的问题,无机纳米材料可通过多机制协同增效。黑磷纳米片在近红外光激发下产生热效应,促进肿瘤血管通透性,加速抗体渗透;同时释放的磷酸根离子可下调PD-L1表达。铜基纳米材料在TME中发生Fenton反应产生·OH,引发ICD的同时上调MHC-I分子表达,增强T细胞识别效率。
TME中的免疫抑制状态是治疗主要障碍。碳酸钙纳米粒可中和乳酸缓解酸中毒;二氧化锰纳米颗粒消耗谷胱甘肽逆转氧化应激;钆基材料通过调节缺氧诱导因子-1α(HIF-1α)改善肿瘤缺氧。这些调控作用可协同促进M2型巨噬细胞向M1型转化,增加细胞毒性T细胞浸润,最终打破免疫耐受状态。
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