综述：整合单细胞组学与材料科学治疗葡萄膜黑色素瘤：从机制洞察到精准治疗

本综述系统探讨了单细胞组学（scRNA-seq、scATAC-seq、空间转录组学）与材料科学（纳米载体、可降解植入物、基因治疗载体）在葡萄膜黑色素瘤（UM）治疗中的融合创新。文章揭示了UM的肿瘤异质性、免疫抑制微环境（如MΦ-C4巨噬细胞亚群、衰老内皮细胞）及关键靶点（GNAQ/GNA11、YAP/TAZ、BAP1），并提出了跨学科治疗范式（靶向疗法、免疫调节、智能递送系统），为UM精准医疗提供从机制到临床的转化路径。

　　

2 解码UM异质性：单细胞组学的革命性贡献

单细胞技术彻底改变了葡萄膜黑色素瘤（UM）研究范式，以前所未有的分辨率解析肿瘤异质性与治疗反应。与传统批量测序相比，单细胞分析（如scRNA-seq、scATAC-seq）能够捕获克隆动态和基因调控网络，直接指导针对检查点失调的下一代免疫疗法。UM对常规检查点阻断疗法普遍耐药，需超越T细胞中心范式，关注肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）、衰老内皮细胞和肿瘤反应性淋巴细胞的相互作用。

2.1 肿瘤相关巨噬细胞

TAMs是UM中的关键细胞亚群，其浸润程度与患者死亡率及组织病理学预后指标（如上皮样细胞、微血管密度）正相关。单细胞转录组学研究突破了传统M1/M2分类框架：Li等人通过分析63,264个单细胞转录组，鉴定出四个巨噬细胞亚群（MΦ-C1至MΦ-C4），其中MΦ-C4亚群通过代表性调控通路促进肿瘤增殖并介导免疫抑制，成为独立预后因素。Sun团队则发现具有抗原处理能力的转移保护性巨噬细胞（MPMφ）可抑制UM转移。这些发现为靶向TAMs的诊疗策略提供了新方向。

2.2 衰老内皮细胞

内皮细胞（ECs）在UM微环境中扮演重要角色。Zeng等人发现转移性UM中ECs数量显著增加且呈现异常衰老状态，这一过程由衰老相关转录因子KLF4上调驱动。衰老ECs分泌衰老相关分泌表型（SASP）因子（如CXCL12），介导肿瘤细胞招募和肝转移，揭示了内皮细胞衰老在UM进展中的机制。

2.3 肿瘤反应性淋巴细胞

UM中肿瘤浸润淋巴细胞（TILs）的分类细化为过继细胞疗法（ACT）和检查点阻断提供了新思路。研究表明CD8⁺ T细胞主要表达LAG3而非PD1/CTLA4，这解释了传统免疫检查点抑制剂疗效有限的原因。临床方面，双特异性T细胞衔接器tebentafusp在HLA-A2阳性患者中首次实现生存获益（中位总生存期从16.0个月延长至21.7个月），而PD-1/CTLA-4抑制联合方案及PD-1/HDAC抑制剂策略也显示出生存改善。局部治疗如隔离肝灌注（IHP）可触发新抗原特异性T细胞激增，为免疫治疗创造条件。

3 眼部先进材料：工程化精准递送

眼科治疗正朝着靶向性、高效性和微创化发展。先进材料技术为眼后段疾病（如UM）提供了药物递送、基因修饰和缓释治疗新方案。

3.1 纳米颗粒药物递送系统

纳米颗粒（如PEG修饰的脂质纳米粒）可高效穿越血视网膜屏障，通过特异性配体修饰实现主动靶向。Cimino团队开发的PEG-LNPs输送前药MRJF22，在动物模型中实现稳定缓释和良好后段分布。Song等人发现氧化亚铜纳米颗粒（Cu₂O-NPs）通过脂筏介导的内吞作用选择性进入UM细胞，诱导线粒体和溶酶体损伤，激活氧化应激通路。多功能纳米平台（如靶向CD44的透明质酸纳米粒装载维替泊芬）可同时抑制YAP通路和诱导免疫激活，实现诊疗一体化。

3.2 可降解植入物缓释治疗

可生物降解聚合物（如PLA、PLGA、PCL）制成的植入物可通过手术或微创方式植入玻璃体腔或巩膜下空间，实现长期药物释放。虽尚无标准化植入物用于UM临床，但研究已探索PLGA微球或纳米纤维膜负载抗肿瘤药物进行局部给药。更广泛地，FDA已批准地塞米松眼内植入物（Ozurdex^?）治疗眼内炎症和黄斑水肿。创新材料如聚多巴胺（PDA）修饰的聚己内酯（PCL-g-PDA）可延长药物释放时间，展现作为可降解玻璃体植入物的潜力。

3.3 具眼趋向性的基因治疗载体

腺相关病毒（AAV）载体因低免疫原性和稳定基因表达成为眼科基因治疗主力。不同血清型（AAV2、AAV8、AAV9）对视网膜色素上皮细胞、视网膜神经节细胞和脉络膜内皮细胞具有特异性趋向性。2017年FDA批准AAV2介导的RPE65基因疗法Luxturna治疗莱伯先天性黑蒙，标志着眼科基因治疗里程碑。在UM研究中，AAV-Cre重组酶递送用于构建小鼠模型，揭示YAP/TAZ通路激活可驱动肿瘤发生。非病毒载体如CRISPR-Cas9负载的脂质纳米粒（LNP）可靶向编辑GNAQ致癌突变，外泌体则作为天然载体递送miRNA/siRNA/CRISPR组件，调控炎症、血管生成和癌基因表达。

3.4 新兴医疗设备与治疗演进

ZAP-X立体定向放射外科系统通过三维成像精确定位肿瘤，实现单次无创放疗，免除传统 plaque 疗法的手术植入需求，肿瘤控制率与传统放疗相当且眼球保留率达78%-97.4%。刺激响应性抗菌水凝胶整合金纳米棒，实现近红外（NIR）光控药物释放和温和光热消融。高通量基因组测序推动分子匹配疗法（MEK抑制剂、MET抑制剂、免疫检查点抑制剂），约60%患者实现部分缓解或疾病稳定。单细胞技术解析UM异质性、免疫微环境和循环肿瘤细胞，为个性化治疗提供依据。

4 组学与材料的协同：从实验室到临床

4.1 UM治疗的潜在靶点

4.1.1 GNAQ和GNA11突变

超过80% UM患者存在GNAQ/GNA11突变，导致MAPK/ERK信号通路异常激活。MEK抑制剂（曲美替尼、司美替尼）通过阻断MEK1/2抑制信号传导，临床数据显示疾病稳定率可达44%。

4.1.2 YAP/TAZ信号通路

作为Hippo通路下游效应器，YAP/TAZ调控细胞增殖、存活和迁移。维替泊芬（VP）破坏YAP-TEAD相互作用抑制肿瘤增殖，YAP/TAZ与Mcl-1双重抑制可显著增强抗肿瘤效果。

4.1.3 BAP1基因突变

BAP1缺失与UM侵袭性和转移风险强烈相关，常伴随3号染色体单体。免疫组化检测BAP1蛋白表达已成为预后评估有效工具，其预测价值优于传统分期系统和染色体分析。

4.1.4 转移相关通路：c-Met和CXCR4

c-Met作为肝细胞生长因子（HGF）受体促进肿瘤细胞迁移和肝趋向性，CXCR4高表达与转移风险增加相关。SF3B1突变与中等转移风险相关，其异常剪接可能影响肿瘤传播行为。

4.1.5 细胞周期调节因子与MYC通路

超过80% UM存在MYC扩增，与肿瘤大小正相关。细胞周期异常包括CDKN2A缺失和CCND1/2/3、CDK6扩增。CDK4/6抑制剂（帕博西尼）和BET抑制剂（mivebresib）分别靶向细胞周期和MYC转录活性，组合策略具有治疗潜力。

4.1.6 抗血管生成治疗

血管内皮生长因子（VEGF）及其受体在UM中高表达，贝伐珠单抗通过阻断VEGF抑制血管生成。虽非标准治疗，但抗血管生成疗法作为辅助选项具有潜力，未来可能联合免疫治疗或PARP抑制剂增强疗效。

4.1.7 PRAME抗原

PRAME（黑色素瘤优先表达抗原）在正常成人组织中表达极少，但在UM（尤其3号染色体单体和BAP1缺失的高风险肿瘤）中频繁上调，其表达与不良预后和转移潜力相关。PRAME特异性T细胞受体（TCR）转导的T细胞在临床前研究中显示选择性杀伤UM细胞能力。

4.2 医学与工程融合的潜在路径

4.2.1 智能药物递送系统

微纳米技术开发靶向递送平台（纳米颗粒、纳米胶囊、工程化脂质体），实现跨眼屏障有效渗透和可控释放，显著提升UM治疗特异性。

4.2.2 光动力疗法与光学工程

光动力疗法（PDT）通过光敏剂产生活性氧（ROS）选择性破坏肿瘤细胞。光学工程与纳米技术结合开发先进光敏剂载体和激光递送系统，实现肿瘤区域精确照射。PDT还可刺激IL-6、IL-1、TNF-α等促炎和抗肿瘤细胞因子分泌，增强全身肿瘤控制。

4.2.3 3D打印与个性化医疗

患者特异性打印肿瘤模型模拟药物递送和手术切除策略，个性化3D打印眼内植入物（放疗斑块、结构支撑）为患者提供定制治疗方案。

4.2.4 人工智能与影像分析

深度学习（如卷积神经网络CNN）自动分析多模态影像（眼底照相、OCT、超声），提取肿瘤特征，提高诊断准确性。AI整合病理和基因组数据推动UM个性化医疗发展。

4.2.5 微创与机器人辅助手术

机器人立体定向放射外科系统（CyberKnife、ZAP-X）通过多模态成像（MRI、CT、超声）进行三维肿瘤定位和剂量规划，实现无创精准治疗。临床研究显示眼球保留率达73%-87%，局部肿瘤控制率约70%-90%，多数患者保留功能性视力。

4.2.6 生物材料与组织工程

3D打印或可降解生物材料制作个性化植入物（结构支撑、生物工程支架），结合干细胞疗法促进眼组织再生修复，为UM患者提供术后恢复新选择。

4.2.7 靶向-递送合成矩阵

基于多组学见解的剂量方案整合为不同靶点提供推荐组合策略，推动UM精准治疗发展。

5 未来展望

眼作为高度特化器官系统，先进生物材料在相关疾病治疗中展现巨大潜力。UM作为关键眼部恶性肿瘤，仍需更先进的一线疗法。单细胞组学最新进展精细描绘了肿瘤免疫微环境和致病机制，与材料科学的融合为克服UM治疗挑战提供了充满希望的道路。未来研究应战略性地组合这些模式，成功实现从实验室发现向临床应用的转化。