超分子共聚肽自组装技术实现了肿瘤相关巨噬细胞的原位重编程，从而增强了对冷性肿瘤的温和光热免疫治疗效果

《Acta Oecologica》：Supramolecular copolymerized peptide self-assembly enables in situ reprogramming of tumor-associated macrophages to potentiate mild photothermal immunotherapy of cold tumors

超分子聚合物平台协同温和光热与免疫调节治疗有效克服免疫冷肿瘤屏障，通过π-π堆积自组装实现光敏剂与免疫佐剂的稳定共载，mPTT（≤45℃）诱导免疫原性细胞死亡释放DAMPs，联合M1型巨噬细胞极化与抗原呈递网络激活，显著提升效应T细胞浸润。

　　在现代医学领域，癌症治疗一直是一个极具挑战性的课题。随着科学技术的发展，尤其是纳米医学的进步，一种新型的治疗策略——温和光热疗法（mild photothermal therapy, mPTT）——逐渐受到关注。mPTT作为一种具有时空可控性的精准治疗方式，正在成为肿瘤研究中的前沿方向。不同于传统的光热消融技术，该疗法通过精确调控温度条件，在不损害周围正常组织的情况下，有效杀伤肿瘤细胞，同时保持免疫细胞的活性。然而，尽管mPTT展现出一定的治疗潜力，其应用仍面临一些关键性的挑战，例如肿瘤微环境（tumor microenvironment, TME）中持续存在的免疫抑制状态，以及在低于致死温度的条件下，残留的恶性细胞可能存活下来，从而影响治疗效果。

为了解决这些问题，研究人员提出了一种基于超分子设计的创新平台，通过合理设计具有自组装能力的共聚肽，使其能够与近红外光敏剂和免疫调节剂协同作用。这种纳米结构利用非共价分子相互作用，尤其是π-π堆积效应，实现治疗药物的稳定共载。实验结果显示，该纳米平台具有强大的免疫调节能力，能够重塑免疫抑制的肿瘤微环境，促使肿瘤相关巨噬细胞（tumor-associated macrophages, TAMs）从促进肿瘤生长的M2表型向抗肿瘤的M1表型转变。与此同时，该系统还能够通过光热相关机制诱导免疫原性细胞死亡（immunogenic cell death, ICD），从而在温和的超热条件下生成肿瘤特异性损伤相关分子模式（damage-associated molecular patterns, DAMPs）。这些DAMPs被树突状细胞（dendritic cells, DCs）识别，进一步激活CD8+ T细胞介导的适应性免疫反应，从而在不破坏正常组织的前提下，有效激活免疫系统。

此外，研究发现，M1表型的巨噬细胞与DAMPs激活的树突状细胞之间形成了一个协同的抗原呈递轴，这种机制能够克服免疫“冷”肿瘤中常见的T细胞排斥和抗原沉默问题。在免疫“冷”肿瘤中，T细胞难以有效进入肿瘤部位，而抗原呈递能力又相对低下，这使得传统的免疫疗法效果不佳。而该纳米平台通过重塑TME，不仅促进了T细胞的浸润，还增强了其激活状态，从而显著提高了抗肿瘤免疫反应的强度和持续性。这种协同作用使得原本免疫“冷”的肿瘤转变为免疫“热”的肿瘤，从而显著提升了治疗效果。

在这一研究中，科学家们特别关注了肿瘤微环境的复杂性。TME由多种免疫细胞、基质成分、血管网络以及可溶性介质组成，这些因素共同构成了一个抑制抗肿瘤免疫反应的系统。其中，TAMs是TME中最重要的免疫细胞之一，其功能分化对肿瘤的发展和治疗响应具有深远影响。M2型TAMs通常表现出促肿瘤特性，通过分泌基质金属蛋白酶（MMPs）促进细胞外基质重塑，激活内皮细胞以促进血管生成，并通过产生IL-10和TGF-β等细胞因子，直接抑制T细胞的效应功能。相反，M1型TAMs则分泌具有细胞毒性作用的物质，如ROS、TNF-α和IL-12，并具备较强的抗原呈递能力，能够驱动Th1型抗肿瘤免疫反应。因此，将TAMs从M2型向M1型转化，成为增强免疫治疗效果的重要策略。

在这一背景下，研究团队设计了一种基于芳香族氨基酸的共聚肽，通过自组装形成具有环境响应性的纳米结构。这种纳米结构不仅能够高效地负载光热剂IR780和免疫调节剂R837，还能够在特定的生理条件下实现药物的可控释放。例如，当纳米结构进入肿瘤微环境后，由于其酸性的特点，π-π堆积效应被削弱，从而促使R837的释放。R837作为一种已被美国食品药品监督管理局（FDA）批准的TLR7激动剂，能够激活抗原呈递细胞和淋巴细胞的TLR7信号通路，进而增强免疫反应。然而，R837本身存在水溶性差的问题，这限制了其在临床中的应用。因此，通过设计具有环境响应性的纳米结构，使得R837能够在肿瘤微环境中被选择性释放，不仅提高了其生物利用度，还增强了其在治疗中的作用。

与此同时，IR780作为光热剂，在纳米结构中被保留下来，能够在近红外光照射下产生温和的光热效应，温度控制在45摄氏度以下。这种温和的温度变化能够诱导肿瘤细胞发生免疫原性细胞死亡（ICD），而ICD能够促使肿瘤细胞释放DAMPs，包括分泌的高迁移率族蛋白1（HMGB1）和表面暴露的钙网蛋白（CRT）。这些DAMPs能够被树突状细胞识别，从而激活其抗原呈递功能，进而引发T细胞的免疫反应。这种由光热效应引发的免疫原性死亡机制，不仅能够增强局部免疫反应，还能够通过抗原呈递过程，将肿瘤抗原传递给T细胞，从而启动适应性免疫应答。

研究团队进一步发现，M1型巨噬细胞与DAMPs激活的树突状细胞之间存在一种协同作用，这种协同作用能够形成一个互补的抗原呈递网络。在这一网络中，M1型巨噬细胞通过分泌多种细胞因子，促进树突状细胞的成熟和功能增强，而DAMPs激活的树突状细胞则能够更有效地将肿瘤抗原呈递给T细胞，从而形成一个强大的免疫应答。这种协同机制不仅能够增强T细胞的浸润能力，还能够扩大效应T细胞的群体，使得原本免疫“冷”的肿瘤转变为免疫“热”的肿瘤，从而显著提升治疗效果。

为了实现这一目标，研究团队采用了自组装策略，通过合理设计共聚肽的分子结构，使其能够在特定的生理条件下形成稳定的纳米结构。自组装策略在纳米医学领域具有重要的应用价值，因为它能够通过分子间的相互作用，如氢键和π-π堆积，实现药物的高效负载和可控释放。在本研究中，共聚肽通过与IR780和R837的相互作用，形成了具有环境响应性的纳米结构。这些纳米结构不仅能够在体外实验中表现出良好的细胞摄取能力，还能够在体内实现药物的精准释放，从而在肿瘤微环境中发挥最佳的治疗效果。

此外，这种纳米结构的设计还考虑到了其在体内的生物相容性和可控降解性。通过使用可生物降解的聚乙二醇（PEG）作为亲水部分，纳米结构能够在体内维持较长的循环时间，从而提高药物的生物利用度。同时，PEG的存在还能够降低纳米结构的免疫原性，使其在体内具有较低的毒副作用。这些特性使得该纳米平台不仅在实验室条件下表现出良好的治疗效果，还具备较高的临床转化潜力。

为了验证这一纳米平台的治疗效果，研究团队进行了多项实验，包括细胞实验和动物实验。在细胞实验中，他们使用了RAW264.7和4T1细胞系，这些细胞系分别代表了巨噬细胞和乳腺癌细胞。实验结果显示，该纳米平台能够有效促进TAMs的M1型转化，并显著增强其抗原呈递能力。同时，IR780在光热照射下能够诱导肿瘤细胞发生免疫原性死亡，释放DAMPs，从而激活树突状细胞，引发T细胞的免疫反应。这些实验结果表明，该纳米平台不仅能够有效克服肿瘤微环境中的免疫抑制，还能够显著增强抗肿瘤免疫反应的强度和持续性。

在动物实验中，研究团队进一步验证了该纳米平台在体内治疗中的效果。实验结果显示，该纳米平台能够在肿瘤部位实现高效的药物释放，并显著抑制肿瘤的生长。同时，通过免疫组化分析和流式细胞术，他们发现该纳米平台能够有效促进T细胞的浸润，并增强其活性。这些结果表明，该纳米平台不仅能够在局部实现有效的治疗，还能够通过激活免疫系统，产生系统性的抗肿瘤免疫反应。

综上所述，这项研究为免疫治疗提供了一种新的思路和方法。通过设计具有环境响应性的超分子共聚肽平台，研究人员成功实现了光热剂和免疫调节剂的协同作用，从而克服了传统mPTT治疗中的局限性。这种纳米平台不仅能够有效调控肿瘤微环境，还能够显著增强抗肿瘤免疫反应，从而为免疫“冷”肿瘤的治疗提供了一种新的解决方案。未来，随着更多相关研究的开展，这种纳米平台有望在临床中得到广泛应用，为癌症治疗带来新的希望。