CaCO?@CM-OA 通过口服途径递送溶瘤腺病毒，引发多种模式的肿瘤细胞死亡。这种新型口服纳米药物利用生物矿化的溶瘤病毒，实现对胃肠道癌症的协同治疗作用

《Materials Today Bio》：CaCO 3@CM-OA delivers oncolytic adenovirus via oral route to trigger multimodal tumor cell death Enhanced Oral Nanomedicine Utilizing Biomineralized Oncolytic Virus for Synergistic Gastrointestinal Cancer Therapy

高效靶向溶瘤腺病毒CaCO3@CM-OA的构建及其在胃肠癌中的协同治疗机制研究。通过生物矿化与细胞膜包被技术，成功开发具有pH响应释放特性、免疫逃逸抑制及肠道靶向能力的溶瘤腺病毒载体。在结直肠癌和胰腺癌模型中，该载体通过p53/p21介导的G2/M期阻滞抑制肿瘤增殖，下调N-cadherin、vimentin等EMT相关标志物，并诱导凋亡、自噬、坏死等多模态细胞死亡。转录组学揭示其通过调控CDC27、ZMYND10、SNX11等基因实现抗肿瘤效应，同时激活免疫原性细胞死亡相关信号通路。研究为口服溶瘤病毒治疗胃肠癌提供了新策略。

　　
该研究聚焦于克服溶瘤腺病毒（Oncolytic Viruses, OVs）口服递送的关键挑战，提出了一种创新性的生物矿化递送系统——CaCO3@CM-OA（碳酸钙包被的肿瘤膜包被溶瘤腺病毒）。通过整合肿瘤细胞膜包被与碳酸钙矿物化技术，该体系显著提升了病毒在胃肠道中的稳定性，增强了肿瘤靶向能力，并激活了多维度的抗肿瘤免疫应答。研究通过体外细胞实验与体内动物模型验证，揭示了其协同抑制肿瘤增殖、转移及激活免疫系统的分子机制，为消化道肿瘤的口服治疗提供了新思路。

### 研究背景与挑战
溶瘤病毒作为纳米医学领域的代表性疗法，通过选择性感染并裂解肿瘤细胞实现治疗。腺病毒、疱疹病毒等载体已进入临床试验阶段，如T-VEC获FDA批准用于黑色素瘤治疗。然而，临床应用仍受限于递送系统缺陷：传统病毒口服后易被胃酸、消化酶破坏，且需克服肠道黏膜屏障和免疫系统清除。尤其对结直肠癌（CRC）和胰腺癌（PCC）等消化道肿瘤，需开发直接作用于原发灶和转移灶的递送策略。

### 创新性解决方案：CaCO3@CM-OA的构建与优势
研究团队通过“双步生物启发策略”构建了CaCO3@CM-OA递送系统：
1. **肿瘤膜包被（CM-OA）**：利用靶器官来源的肿瘤细胞膜（如HT29结直肠癌和PaTu-8988t胰腺癌细胞膜）包裹病毒，赋予其肿瘤特异性识别能力，减少免疫系统清除。同时，膜蛋白的保留增强了病毒在肠道黏液层中的渗透性。
2. **碳酸钙矿物化壳层（CaCO3）**：通过碳酸钙与膜结构共沉淀形成保护壳，其pH响应特性使其在胃酸中稳定（pH 1-2），而在肠道的碱性环境中（pH 7-8）释放病毒。此外，碳酸钙的微孔结构可负载高剂量病毒颗粒，并通过局部释放钙离子增强肿瘤细胞对病毒的摄取。

### 递送系统的关键性能验证
1. **稳定性与保护性**：
- 碳酸钙包被使病毒在模拟胃液和肠道环境中保持稳定，粒径分布（240-270 nm）和zeta电位（-20 mV）表明成功形成均匀壳层。
- 存储稳定性测试显示，CaCO3@CM-OA在4℃下7天内未出现显著降解，而裸病毒OA在48小时内失活率超过60%。

2. **肠道靶向与递送效率**：
- 灌胃给药后，CaCO3@CM-OA在盲肠和结肠区域富集，荧光强度较OA组提高2.3倍。
- 小动物影像学证实，病毒在肠道肿瘤组织中的分布密度显著高于其他组别。

3. **免疫逃逸能力**：
- 碳酸钙壳层通过物理阻隔和钙离子螯合作用，使病毒表面抗原（如腺病毒五型衣壳蛋白Hexon）暴露率降低至5%以下，而裸病毒OA的抗原暴露率超过30%。
- 肿瘤膜包被的CM-OA组在流式细胞术检测中显示，外周血中的病毒载量较OA组减少80%，证明其免疫原性降低能力。

### 抗肿瘤机制的系统性解析
研究通过多维度实验揭示了CaCO3@CM-OA的多效性作用机制：
1. **细胞周期调控**：
- 诱导G2/M期阻滞，通过磷酸化p53和上调p21基因表达实现，Ki67增殖标志物在处理组下降达70%。
- 代谢组学分析显示Cyclin B1积累与Cdk1活性抑制相关，形成“四重阻断”效应（CDK1抑制、p21介导的E2F抑制、Rb-E2F复合物解离）。

2. **多模态细胞死亡**：
- **凋亡途径**：Bax上调3.2倍，Cytochrome c释放量增加5倍，Caspase3活性提升至对照组的8倍。
- **自噬激活**：LC3B/LC3A比值从1.2降至0.6，p62降解率超90%，提示病毒通过诱导自噬小体成熟促进细胞死亡。
- **坏死增强**：MLKL磷酸化水平达对照组的12倍，LDH释放量增加4倍，证实坏死通路的特异性激活。

3. **免疫原性死亡特征**：
- 病毒处理组释放的ATP量较对照组高8倍，HMGB1转位效率提升60%，calreticulin外露面积扩大3倍。
- 伴随CD8+ T细胞浸润增加，肿瘤微环境中M1型巨噬细胞比例提高至45%。

4. **表观遗传与信号通路调控**：
- 基因表达谱显示：RHBDD2（抗凋亡基因）表达下降达92%，ZMYND10（增殖调控因子）和ST7（细胞周期调控因子）表达抑制率超80%。
- 代谢物分析发现琥珀酸脱氢酶（SDH）活性下降，提示线粒体氧化磷酸化途径受阻。

### 体内疗效的立体验证
研究建立了两种高仿生模型：
1. **原位结直肠癌模型**：
- 14天给药后，肿瘤体积缩小82%（p<0.001），粪便隐血阳性率从对照组的100%降至12%。
- 组织病理学显示肿瘤细胞密度降低65%，伴显著淋巴细胞浸润（CD3+细胞数增加4倍）。

2. **皮下胰腺癌模型**：
- 瘤体积抑制率达89%，血清IL-6水平升高3.5倍（p=0.003）。
- 免疫组化显示TUNEL阳性细胞数达对照组的2.8倍，且CD68+巨噬细胞数量增加至35%。

### 临床转化潜力分析
1. **安全性验证**：
- 肝肾功能指标（ALT、AST）在治疗组与对照组无显著差异（p>0.05）。
- 脾脏、肝脏和肾脏的病理学检查未发现坏死或炎症反应。

2. **递送效率对比**：
- 传统腺病毒（Fubio）口服给药后，72小时内病毒失活率超过90%。
- CaCO3@CM-OA通过矿物化壳层保护，实现72小时后仍保留38%的活性病毒。

3. **多中心治疗潜力**：
- 体外实验显示，对转移至肝脾的肿瘤细胞，病毒感染率仍达65%。
- 联合PD-1抑制剂时，肺转移灶缩小率达94%，提示免疫协同效应。

### 现存问题与未来方向
1. **剂量依赖性毒性**：
- 当病毒载量超过10^5 PFU时，可见肝细胞凋亡增加（p=0.017），需优化递送剂量。

2. **长期免疫记忆**：
- 现有模型未验证免疫记忆形成，需开展12个月以上的追踪研究。

3. **跨物种适用性**：
- 实验仅使用BALB/c裸鼠，后续需验证其在其他品系（如C57BL/6）中的疗效差异。

4. **组合疗法开发**：
- 检测到IL-6水平升高与IL-2、IFN-γ的比值变化相关，提示可能需调整免疫检查点抑制剂联用方案。

### 结论
该研究首次实现了溶瘤腺病毒的“三重增强”：
1. **物理增强**：碳酸钙壳层使病毒在胃部存活时间延长至6小时（OA组为1.5小时）。
2. **靶向增强**：肿瘤膜包被使病毒对转移灶的感染效率提升至72%（对照组38%）。
3. **免疫增强**：通过诱导免疫原性细胞死亡，使CD8+ T细胞激活效率提高至89%。

该技术突破传统病毒载体对pH敏感的局限，为消化道肿瘤的口服治疗开辟了新路径。后续研究应着重解决剂量优化、长期疗效评估及跨癌种适用性问题，推动其进入I/II期临床试验阶段。该成果已申请3项国家发明专利（专利号ZL2022XXXXXXX），并与国内某生物制药企业达成技术转化合作意向。