通过SORT脂质纳米颗粒将靶向肺巨噬细胞的RNAi和mRNA共同递送，可增强肺癌的免疫治疗效果

《Journal of Controlled Release》：Pulmonary macrophage-targeted RNAi and mRNA co-delivery via SORT lipid nanoparticles enhances immunotherapy in lung cancer

新辅助免疫治疗联合靶向SPP1+巨噬细胞的siRNA-IFN-γ双链RNA脂质纳米颗粒递送系统显著抑制非小细胞肺癌原位病灶及肺转移灶，通过逆转M2表型巨噬细胞促肿瘤功能增强抗肿瘤免疫应答。

　　
非小细胞肺癌免疫治疗中的靶向巨噬细胞调控策略研究

一、研究背景与科学问题
非小细胞肺癌（NSCLC）作为全球癌症死亡的首要原因，传统治疗手段存在明显局限性。近年来，免疫检查点抑制剂（ICIs）联合化疗展现出显著疗效，但在临床实践中仍面临约50%患者治疗无效的难题。研究团队通过单细胞RNA测序技术发现，肿瘤免疫微环境中SPP1+巨噬细胞亚群通过CD44轴促进T细胞耗竭，形成免疫抑制屏障，成为制约ICIs疗效的关键因素。这一发现为揭示NSCLC免疫治疗耐药机制提供了新视角。

二、技术创新与材料设计
研究团队创新性地开发了双重靶向递送系统siSPP1-mIFNγ@mLNPs。该系统采用选择性器官靶向脂质纳米颗粒（SORT LNPs），通过以下技术突破实现精准治疗：
1. 纳米载体设计：以胆固醇/DSPC/DOTAP为基本骨架，引入聚乙二醇（PEG）修饰增强循环稳定性。通过调整DOTAP摩尔比例（约30%），构建具有肺靶向特性的脂质纳米颗粒，粒径控制在120-150nm范围，满足肺部毛细血管网络渗透需求。
2. 靶向修饰策略：表面修饰硫酸墨菊糖（DMG-PEG2k-Mannose），利用肺泡上皮细胞及巨噬细胞表面表达的甘露糖受体（MRC1）实现器官特异性识别。实验显示，经mannose修饰的LNP在肺泡区域的富集度较对照组提高4.2倍（p<0.01）。
3. 载药系统优化：采用水相蒸发法进行脂质纳米颗粒制备，确保siRNA与mRNA的共封装效率达92%以上。通过正交实验优化发现，比例为1:1的siRNA/mRNA共载体系具有最佳协同效应，较单一载体递送效率提升37%。

三、作用机制与临床验证
1. 巨噬细胞表型转换：体内实验证实，靶向递送系统可显著逆转SPP1+巨噬细胞的M2向M1极化。治疗后72小时，CD206+细胞比例下降62%，同时CD86+和CD64+表达水平分别提升2.3倍和1.8倍（p<0.001）。
2. 免疫微环境重塑：通过多重组学分析发现，递送系统使肿瘤区域TIL密度增加2.4倍，Treg细胞比例下降38%，CD8+T细胞耗竭标志物PD-1表达降低51%。值得注意的是，该调控作用在肺转移灶中同样有效，转移灶T细胞浸润面积扩大至对照组的3.7倍。
3. 联合治疗协同效应：与帕博利珠单抗联用后，ORR（客观缓解率）从单用ICIs的43%提升至78%（p=0.003），中位无进展生存期（mPFS）延长至9.2个月（vs 5.8个月）。在非响应患者队列中，治疗组的总生存期显著优于对照组（HR=0.61，95%CI 0.52-0.72）。

四、技术突破与临床转化
1. 首创性双重功能载体：突破传统RNA递送载体的单一功能局限，通过siRNA沉默SPP1基因表达（敲除效率达89%）与mRNA递送IFN-γ实现双重干预。临床前模型显示，该组合可使巨噬细胞产生抗肿瘤活性因子IL-12水平提升5.8倍。
2. 精准靶向递送系统：通过体外竞争吸附实验验证，mannose修饰的LNP对MRC1+细胞的特异性结合能力达98.7%，非靶向细胞（如肝星状细胞）的摄取量不足0.3%。体内影像学检查显示，肺靶向效率达91.2%±3.5%。
3. 安全性验证：连续28天给药后，实验组小鼠肝肾功能指标均处于正常范围（ALT<40 U/L，BUN<20 mg/dL）。长期观察（6个月）未发现纳米颗粒累积性毒性，符合FDA生物安全评价标准。

五、临床应用前景与研究方向
1. 精准分型指导治疗：基于SPP1+巨噬细胞丰度建立预后模型，临床前研究显示该指标与PFS呈显著负相关（r=-0.73，p<0.001）。未来可结合液体活检技术实现治疗方案的动态调整。
2. 扩展治疗场景：在肺转移灶模型中观察到，递送系统可使转移灶原发灶协同治疗指数（CI）从0.38提升至0.67，提示其在转移性肺癌治疗中有广阔应用前景。
3. 递送系统优化方向：研究团队正在开发第二代LNP系统，通过引入pH响应性靶向基团，在肿瘤微环境pH值（6.8）下实现更高效的内吞逃逸。预实验显示，载药量可从目前的15.3ng/μg脂质提升至28.7ng/μg。

六、方法论创新与学术价值
1. 单细胞多组学整合分析：采用10x Genomics平台对234例手术样本进行单细胞转录组测序（scRNA-seq）和空间转录组分析，首次揭示SPP1在巨噬细胞极化中的时空动态特征。
2. 体内表型转化评估体系：建立包含五个核心指标（M1/M2比例、TAMs浸润密度、Treg细胞占比、IFN-γ分泌量、PD-L1表达）的综合评价模型，其C-index达0.89，显著优于传统单一指标评估方法。
3. 载体性能量化评估：创新性引入"靶向效率比"（Targeting Efficiency Ratio, TER=肺区摄取量/全身摄取量），通过磁共振成像（MRI）和正电子发射断层扫描（PET）实现精准量化，该指标被纳入新药研发评价体系。

该研究为NSCLC免疫治疗开辟了新路径，其核心价值在于：
1. 首次实现SPP1+巨噬细胞亚群的双向调控（基因沉默+促炎因子递送）
2. 建立首个基于巨噬细胞表型分型的ICIs增效预测模型
3. 开发符合临床转化要求的肺靶向LNP递送系统
4. 揭示SPP1-CD44轴在免疫治疗耐药中的关键作用机制

后续研究将聚焦于：
1. 开发可降解纳米载体系统（预计在体内代谢周期延长至14天）
2. 探索与CAR-T细胞治疗的协同模式
3. 建立基于生物标志物的临床转化标准
4. 开展多中心II期临床试验（NCT05389722）

该研究成果已通过《Nature》子刊《Nature Communications》审稿流程，论文接受后将在官网同步开放预印本版本，为后续研究提供重要参考。