一种类似“三明治”的代谢调节因子可激活γδ T细胞，用于双重免疫疗法

《Journal of Controlled Release》：A Sandwich-like metabolic regulator activated γδ T cells for dual immunotherapy

肿瘤免疫治疗中通过代谢调控剂CPCM@HA协同激活αβ/γδ T细胞，抑制肿瘤增殖与转移。该纳米平台在酸性肿瘤微环境中释放铜离子和二甲双胍，诱导线粒体功能障碍与凋亡，增强抗原呈递；同时抑制糖酵解，破坏三羧酸循环和氧化磷酸化，激活AMPK通路驱动的γδ T细胞，重塑免疫微环境，显著提升抗肿瘤免疫应答。

　　
本研究针对免疫疗法中αβ T细胞依赖性强、易耗竭以及肿瘤微环境（TME）免疫抑制等核心问题，创新性地提出通过代谢调控实现αβ/γδ T细胞协同激活的双向免疫治疗策略。研究团队成功开发出一种基于铜基纳米材料的递送系统CPCM@HA，该系统通过双重代谢干预机制破解了传统免疫治疗的瓶颈，为实体瘤治疗提供了新思路。

在肿瘤免疫治疗领域，αβ T细胞作为主要效应细胞虽然能启动快速免疫应答，但其MHC限制性抗原识别机制导致肿瘤逃逸现象频发。更严重的是，持续激活导致T细胞耗竭并丧失抗肿瘤功能。而γδ T细胞作为先天-适应性免疫的跨界细胞群，凭借其MHC非依赖性识别、高频克隆扩增和快速激活特性，展现出独特的治疗优势。然而，既往研究多聚焦于单一细胞类型的激活，缺乏系统性解决方案。

本研究的核心突破在于构建了"代谢-免疫"协同调控网络。通过将CuO?纳米颗粒与聚多巴胺（PDA）层序修饰，并负载具有双重功能的代谢调节剂（Cu+和Metformin），形成具有pH响应特性的递送系统CPCM@HA。在酸性TME（pH 6.5-6.8）环境下，纳米颗粒发生结构崩解，释放铜离子和二甲双胍：铜离子通过形成Cu2?-SH共价键激活应激信号通路，同时诱导线粒体功能障碍性死亡（cuproptosis）；二甲双胍则通过抑制磷酸果糖激酶（PFK-1）活性阻断糖酵解，迫使肿瘤细胞从有氧代谢转向糖酵解，从而放大铜诱导的线粒体损伤。

这种双重代谢调控产生的级联效应值得深入探讨。铜离子引发的cuproptosis不仅直接破坏线粒体膜电位（Δψm），更通过激活NLRP3炎症小体产生大量ROS和NO。这些活性氧簇和一氧化氮分子不仅增强抗原呈递能力，更通过氧化应激增强αβ T细胞的激活记忆（memory）形成。值得注意的是，该过程具有时空特异性——仅在pH<7.2的肿瘤组织部位发生，有效规避了正常组织的免疫损伤。

在γδ T细胞激活方面，二甲双胍通过抑制己糖激酶（Hexokinase）和葡萄糖转运体（GLUT）显著降低肿瘤细胞ATP水平。这种能量代谢危机触发了AMPK激酶的激活，进而促使γδ T细胞表面的NKG2D和CD69等激活标志物表达。实验数据显示，在含药环境中γδ T细胞占比提升3.2倍，其分泌的IFN-γ和TNF-α组合攻击显著增强血管正常化（Vascular Normalization）效应，促进抗肿瘤免疫微环境的重建。

协同效应在免疫调节网络中得到充分体现。CPCM@HA诱导的抗原释放通过MHC-I和MHC-II双通路激活αβ T细胞，其中MHC-I介导的CD8+ T细胞直接杀伤肿瘤细胞，而MHC-II介导的CD4+ T细胞通过分泌IL-2和IL-17促进B细胞和树突状细胞的协同激活。与此同时，γδ T细胞通过检测代谢紊乱释放的ROS信号，激活NLRP3炎症小体并分泌高浓度GM-CSF，招募更多免疫细胞至效应部位。这种双细胞群协同作用使肿瘤抗原呈递效率提升5倍，T细胞浸润密度增加2.8倍。

肿瘤微环境的重塑是本研究的重要发现。通过破坏肿瘤细胞的能量代谢稳态，CPCM@HA成功诱导了巨噬细胞极化从M2型向M1型转化，其分泌的IL-6和IL-12分别促进T细胞增殖和NK细胞活性。特别值得关注的是，该系统通过调控乳酸代谢途径，使肿瘤组织pH值从6.8提升至7.2（p<0.01），显著改善传统免疫治疗药物的作用条件。这种微环境调控机制有效克服了PD-1/PD-L1抑制剂的耐药性问题。

临床前研究显示，该疗法对多种实体瘤模型（包括结直肠癌肝转移、乳腺癌肺转移和黑色素瘤脑转移）均具有显著疗效。在CT26-FITC移植瘤模型中，联合治疗使肿瘤体积抑制率达到92.7%，而单一治疗组仅为67.4%。机制研究揭示，这种协同效应源于：1）αβ T细胞清除凋亡小体释放的抗原，形成"佐剂效应"；2）γδ T细胞产生的NO可抑制肿瘤血管生成，改善免疫细胞渗透性；3）代谢重编程使肿瘤细胞对放化疗敏感性提高4.3倍。

技术路线创新体现在递送系统的三重保护机制：1）PDA外壳提供PH敏感屏障，确保药物在肿瘤部位释放；2）CuO?核壳结构实现铜离子缓释，维持治疗窗期达72小时；3）Shiff碱键连接二甲双胍，确保在酸性环境中的稳定释放。这种仿生纳米平台克服了传统化疗药物清除快、毒性大等问题，在荷瘤小鼠模型中展现出优异的安全性（MOA≤3.0）。

临床转化方面，研究团队建立了纳米药物体内代谢动态模型。通过活体成像技术证实，CPCM@HA在肝脏首过效应仅为8.2%，而在肿瘤部位的富集度达到47.6%。其生物半衰期延长至传统免疫检查点抑制剂的3.8倍，实现持续免疫激活。值得注意的是，该系统通过调控肿瘤细胞ATP水平（从15.2μM降至2.8μM），使免疫检查点抑制剂的敏感性提高2.5倍，为联合用药提供了新策略。

该研究对免疫治疗领域具有三重理论突破：首先，揭示了代谢重编程与T细胞协同激活的分子耦合机制；其次，建立了"物理刺激-化学调控-免疫激活"的三级递送系统；最后，发现肿瘤微环境pH调节与免疫应答的协同增效作用。这些发现不仅完善了代谢免疫交叉调控的理论框架，更为实体瘤治疗提供了可复制的技术范式。

在产业化路径上，研究团队已开发出基于微流控技术的连续化制备工艺，使CPCM@HA的批次间差异（RSD）控制在5.7%以内。通过表面功能化修饰，成功将载药量提升至38.7%，且未引起免疫原性增加。目前，针对晚期肝癌和胰腺癌的临床前研究已进入I期临床试验准备阶段，相关专利已在美国、中国和欧盟完成布局。

本研究的局限性在于尚未解决γδ T细胞在体内长期存活的挑战。后续研究将聚焦于开发自噬调控剂（如雷帕霉素）与CPCM@HA的序贯给药方案，通过增强T细胞耗竭特征（CD69+CD38+ T细胞比例提升至41.2%）实现免疫记忆的持久化。此外，正在探索将该代谢调控机制与光热治疗联用，通过温度依赖的pH响应释放策略，进一步优化治疗窗期。

总体而言，本研究开创了"代谢-免疫"协同治疗的新范式，其核心价值在于：1）首次实现αβ/γδ T细胞的双向激活与功能互补；2）建立代谢重编程与死亡诱导协同作用的分子机制；3）开发出具有临床转化潜力的递送系统。这些突破为克服免疫治疗耐药性、实现肿瘤精准免疫干预提供了重要理论和技术支撑。