H-铁蛋白纳米囊包裹多柔比星的抗肿瘤疗效与免疫调节作用在 triple negative 乳腺癌中的应用

《ACS Applied Nano Materials》：Antitumor Efficacy and Immunomodulation of H-Ferritin Nanocaged Doxorubicin for Triple Negative Breast Cancer

三阴性乳腺癌纳米化疗药物HFn-Dox在PDX和4T1模型中显示出优于传统剂型的抗肿瘤活性，通过靶向铁调蛋白受体1（TfR1）实现肿瘤特异性递送，降低心脏毒性并增强免疫微环境（促进T细胞浸润和M1型巨噬细胞极化）。研究证实HFn-Dox在标准剂量下具有更高的治疗指数和安全性，为临床转化提供依据。

　　在癌症治疗领域，三阴性乳腺癌（Triple-negative breast cancer, TNBC）因其高度侵袭性、缺乏靶向治疗手段以及高复发率，成为临床治疗的一大挑战。传统上，多柔比星（Doxorubicin, Dox）作为TNBC治疗的核心药物，尽管在新辅助、辅助及转移性治疗中具有重要作用，但其使用受到诸多限制，尤其是在心脏毒性与骨髓抑制方面的风险。因此，开发一种既能有效控制肿瘤生长，又能减少非靶向毒性、提高治疗安全性的新型药物递送系统，成为当前研究的重点。本研究中，研究人员评估了以铁蛋白（Ferritin）为载体的多柔比星纳米药物（HFn-Dox）在临床相关剂量下的疗效和毒性特征，并通过患者来源异种移植（Patient-derived xenograft, PDX）模型和同源性TNBC模型进行了深入探讨。

HFn-Dox的制备和优化是本研究的重要部分。研究人员通过重组蛋白技术获得了HFn，并利用其天然的结构特性，结合pH调控策略实现了对多柔比星的高效封装。这种纳米药物在体外和体内均展现出良好的肿瘤靶向能力。HFn具有天然的生物相容性、可降解性，以及能够特异性结合转铁蛋白受体1（Transferrin receptor 1, TfR1）的能力，而TfR1在几乎所有人类癌症中均有高表达，因此HFn能够实现对肿瘤组织的高效归巢。这种特性使得HFn-Dox在肿瘤细胞内具有更高的药物浓度，从而提高了治疗效果，同时降低了对健康组织的损害。

在PDX模型中，研究人员发现HFn-Dox在2.5 mg/kg和5 mg/kg剂量下均能显著抑制肿瘤生长，并减少转移的发生。与传统多柔比星和临床批准的脂质体多柔比星（Lipo-Dox）相比，HFn-Dox在心脏毒性方面表现更为优越。通过透射电子显微镜（TEM）和动态光散射（DLS）技术，研究人员评估了HFn-Dox的结构稳定性和药物释放特性，确认其在体外和体内均能保持良好的稳定性。此外，HFn-Dox在心脏组织中未引起明显的线粒体损伤，而在传统多柔比星治疗中，线粒体结构发生显著变化，这表明HFn-Dox在心脏保护方面具有显著优势。

在4T1同源性小鼠模型中，HFn-Dox同样表现出优异的抗肿瘤活性。尽管其在肿瘤体积控制方面与Lipo-Dox相比略逊一筹，但通过生物发光成像（Bioluminescence Imaging, BLI）分析，HFn-Dox在减少存活肿瘤细胞数量方面效果更佳。这表明，HFn-Dox不仅能够有效抑制肿瘤生长，还能通过其独特的递送机制，提高对肿瘤细胞的靶向作用。同时，HFn-Dox在减少肝脏和肾脏毒性方面也表现出良好的安全性，这与其较低的非靶向分布特性密切相关。

此外，HFn-Dox在免疫调节方面也展现出显著的优势。在体外实验中，研究人员发现HFn-Dox能够显著提高树突状细胞和巨噬细胞的激活水平，增强其表达共刺激分子，如CD80、CD86和MHCII，这有助于增强抗原呈递功能，从而激活T细胞免疫应答。相比之下，传统多柔比星则会抑制T细胞的活性，导致T细胞耗竭和免疫功能下降。HFn-Dox在体内实验中也促进了T细胞的存活和功能保持，减少了PD-1的表达，这有助于维持免疫系统的有效性。在肿瘤微环境中，HFn-Dox不仅提高了T细胞的浸润，还促进了M1型巨噬细胞的极化，而M1型巨噬细胞具有较强的抗肿瘤活性，能够有效激活免疫应答并抑制肿瘤生长。

研究结果表明，HFn-Dox通过其高效的肿瘤靶向性、减少非靶向毒性以及增强免疫系统功能，显著提升了多柔比星的治疗指数。相较于传统药物，HFn-Dox不仅在抗肿瘤效果上更具优势，还能在保持治疗安全性的同时，允许更高的药物剂量。这种特性使得HFn-Dox在临床转化中具有重要潜力，尤其是在TNBC的治疗中。此外，HFn-Dox在体外和体内均表现出良好的稳定性和生物相容性，为其在临床试验中的应用奠定了基础。

尽管HFn-Dox在两种模型中均表现出良好的治疗效果，但其在4T1模型中的表现略逊于Lipo-Dox。这可能与免疫系统对HFn-Dox的清除机制有关。由于HFn-Dox是一种基于蛋白的纳米载体，其在免疫活性较强的宿主体内可能更容易被清除，从而影响其在体内的生物利用度。相比之下，脂质体多柔比星因其特殊的结构能够有效避开单核吞噬细胞系统的快速清除，延长其在血液中的循环时间，提高肿瘤靶向性。因此，HFn-Dox在免疫活性较强的模型中可能需要进一步优化，以提高其治疗效果。

然而，HFn-Dox在免疫调节方面的潜力不容忽视。其能够促进T细胞的活性，减少PD-1的表达，从而增强免疫系统的抗肿瘤能力。此外，HFn-Dox还能通过调节巨噬细胞的极化，促进M1型巨噬细胞的形成，抑制M2型巨噬细胞的免疫抑制作用。这些免疫调节效应为HFn-Dox在免疫治疗中的应用提供了新的思路。未来的研究可以进一步探索HFn-Dox与免疫治疗药物的联合应用，以期实现更有效的协同治疗。

综上所述，HFn-Dox作为一种新型的纳米药物，其在抗肿瘤治疗中展现出显著的优势。通过提高药物靶向性、减少毒性、增强免疫系统功能，HFn-Dox能够有效改善传统多柔比星的治疗效果，同时降低其副作用。这些特性使其成为一种更安全、更有效的纳米化疗药物，为TNBC的治疗提供了新的方向。未来，随着更多临床试验的开展，HFn-Dox有望在临床中得到广泛应用，为患者带来更好的治疗效果和生活质量。