靶向整合素-CD44信号的多功能纳米药物通过协同化疗增强三阴性乳腺癌免疫治疗

《Materials Today Bio》：Empowering Chemotherapy-Induced Antitumor Immunity by Multi-targeted Synergistic Combination Nanomedicine for Triple-Negative Breast Cancer

本文推荐一项针对三阴性乳腺癌(TNBC)治疗难题的创新研究。研究人员开发了iRGD肽功能化的DOX和oHA共载纳米粒(iRGD-DOX-oHA-PLN)，通过双重靶向整合素和CD44信号通路，显著增强化疗药物靶向递送效率，并有效重塑免疫抑制肿瘤微环境。实验结果表明，该纳米制剂不仅能抑制原发性肿瘤生长和肺转移，还能激活CD8+T细胞免疫应答，为TNBC的免疫化疗联合治疗提供了新策略。

　　

在乳腺癌的众多亚型中，三阴性乳腺癌（TNBC）以其侵袭性强、早期复发风险高和治疗选择有限而著称。这种恶性肿瘤的特征是缺乏雌激素受体、孕激素受体和HER2表达，使得常规的靶向治疗手段难以奏效。更棘手的是，TNBC肿瘤微环境（TME）通常呈现免疫抑制状态，富含调节性T细胞（Tregs）、髓源性抑制细胞（MDSCs）和M2型巨噬细胞等免疫抑制细胞，并分泌IL-10、TGF-β等抗炎细胞因子，共同削弱化疗、放疗甚至免疫治疗的效果。

近年来，免疫检查点抑制剂如PD-1抑制剂帕博利珠单抗虽在部分TNBC患者中显示出临床获益，但响应率有限且耐药问题突出。与此同时，传统化疗药物多柔比星（DOX）作为TNBC的一线治疗，虽能诱导免疫原性细胞死亡（ICD），但其临床应用受到多药耐药、全身毒性和免疫抑制微环境的多重限制。面对这些挑战，研究人员将目光投向了纳米药物递送系统，希望通过精准靶向和协同药物组合来突破治疗瓶颈。

在这项发表于《Materials Today Bio》的研究中，多伦多大学的研究团队开发了一种创新的多功能纳米治疗系统——iRGD-DOX-oHA-PLN。这一系统巧妙地将化疗与免疫调节相结合，为TNBC治疗提供了新思路。

研究团队采用一锅自组装技术制备聚合物脂质杂交纳米粒（PLN），共同装载DOX和寡聚透明质酸（oHA），并通过表面偶联iRGD肽实现主动靶向。iRGD肽能特异性识别TNBC肿瘤血管和细胞上高表达的αvβ3、αvβ5整合素和神经纤毛蛋白-1（NRP-1），而oHA则可与CD44受体结合，形成序贯靶向机制。此外，研究利用4T1-luc鼠源TNBC细胞构建免疫健全的同系原位移植瘤模型，通过活体成像、免疫组化、ELISA等多种技术评估纳米粒的抗肿瘤效果和免疫调节作用。

3.1. 针对4T1-luc细胞的协同DOX和oHA组合纳米粒设计

研究人员首先通过MTT实验确定DOX与oHA的最佳质量比为1:4，该比例下显示出最强协同细胞毒性。中效分析显示，游离DOX+oHA组合及纳米制剂均表现出协同效应（CI<1）。iRGD-DOX-oHA-PLN的IC₅₀值最低（0.27±0.09 μg/mL），较游离DOX降低约6倍。

3.2. 整合素靶向纳米粒增强DOX的细胞摄取、体外疗效及4T1-luc模型中的肿瘤蓄积

共聚焦显微镜显示iRGD-DOX-oHA-PLN处理组细胞对DOX和Cy5标记oHA的摄取最高。时间依赖性摄取实验表明，2小时时iRGD-DOX-oHA-PLN的DOX摄取量较游离药物组合提高约3.4倍。体内分布实验证实，iRGD功能化纳米粒在肿瘤中的蓄积量显著增加，DOX阳性区域面积百分比达19%，较游离药物提高约3.3倍。

3.3. 含oHA和iRGD的纳米粒显著抑制TNBC细胞迁移和侵袭

Transwell迁移和侵袭实验及伤口愈合实验表明，iRGD-oHA-PLN能有效抑制4T1-luc细胞的迁移和侵袭能力，iRGD肽通过干扰整合素信号通路，oHA则通过破坏天然HA-RHAMM/ERK1/2信号通路发挥抗迁移作用。

3.5. iRGD-DOX-oHA-PLN增强肿瘤细胞凋亡

免疫组化分析显示，iRGD-DOX-oHA-PLN处理的小鼠肿瘤中TUNEL阳性细胞比例达51%，cleaved caspase-3阳性细胞比例达47%，γH2AX阳性细胞比例达55%，而增殖标志物Ki67阳性率降至16%，表明该制剂能有效诱导肿瘤细胞凋亡和DNA损伤，抑制增殖。

3.6. iRGD-DOX-oHA-PLN增强抗肿瘤免疫应答

肿瘤组织免疫组化分析显示，iRGD-DOX-oHA-PLN处理组肿瘤内CD4⁺和CD8⁺T细胞浸润显著增加，较游离DOX组分别提高约3倍和8倍。颗粒酶B（Granzyme B）表达也显著升高。ELISA检测发现肿瘤组织中TNF-α和IFN-γ水平上升，而IL-6水平下降，表明肿瘤免疫微环境向促炎方向重塑。

3.7. iRGD-DOX-oHA-PLN抑制免疫抑制细胞募集

iRGD-DOX-oHA-PLN处理能显著减少肿瘤中FoxP3⁺ Treg细胞和CD11b⁺髓系细胞的数量，并诱导巨噬细胞向促炎M1表型极化（CD86表达上调，CD206表达下调），有效逆转免疫抑制微环境。

3.8. iRGD-DOX-oHA-PLN诱导免疫原性细胞死亡并抑制IL-6

该纳米粒处理能显著增强钙网蛋白（calreticulin）暴露，促进ATP和HMGB1释放，有效诱导ICD。共培养实验表明，iRGD-DOX-oHA-PLN以剂量依赖方式降低IL-6水平，可能通过干扰MAPK/ERK、PI3K-Akt及其下游NF-κB信号通路实现。

3.9. iRGD-DOX-oHA-PLN的体内抗肿瘤及抗转移效果

在4T1-luc原位移植瘤模型中，iRGD-DOX-oHA-PLN能最有效抑制原发性肿瘤生长（抑制率达86%），并显著减少肺转移。活体成像及H&E染色显示该处理组几乎无肺转移灶。安全性评价显示，纳米粒制剂组小鼠体重稳定，心、肝、肾等主要器官未观察到明显毒性，而游离DOX组出现心脏空泡变性等毒性表现。

3.10. 免疫标志物与患者生存期的相关性分析

利用BC-GenExMiner数据库对TNBC患者数据的分析显示，高CD4、CD8A、CD8B表达及低ADGRE1（F4/80）、IL-6表达与更好的无病生存期（DFS）相关，从临床角度支持了本研究免疫调节策略的潜在价值。

本研究成功开发了一种多功能协同纳米药物iRGD-DOX-oHA-PLN，通过双重靶向整合素-CD44信号轴，有效增强化疗药物靶向递送，并重塑免疫抑制性肿瘤微环境。该制剂不仅能诱导强烈的免疫原性细胞死亡，还能促进细胞毒性T细胞浸润和活化，同时抑制免疫抑制细胞群体，从而在抑制原发性肿瘤生长和远端转移方面展现出显著优势。研究结果从多角度证实了同时靶向肿瘤细胞和免疫微环境的协同治疗策略在TNBC治疗中的巨大潜力，为这种难治性乳腺癌的临床治疗提供了新思路。

值得注意的是，该纳米平台的设计理念——即通过单一制剂实现化疗增敏、免疫调节和转移抑制的多重效果——可能为其他难治性实体瘤的联合治疗提供借鉴。然而，将这一创新纳米药物推向临床仍面临规模化生产、长期安全性评价等挑战，需要进一步研究探索。