《Interdisciplinary Medicine》：Anti-CD47 antibody-decorated and cisplatin-containing mesoporous silica nanoparticles for targeted chemoimmunotherapy of colorectal cancer in a patient-derived organoids xenograft model
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本综述系统阐述了抗CD47抗体修饰的顺铂负载介孔二氧化硅纳米颗粒（CDDP@MSN-Anti-CD47）在结直肠癌（CRC）治疗中的突破性进展。该研究创新性地将化疗药物顺铂（CDDP）与免疫检查点阻断剂抗CD47抗体整合于纳米载体，通过靶向递送诱导免疫原性细胞死亡（ICD）并逆转肿瘤免疫抑制微环境（TME），显著增强巨噬细胞吞噬活性与M1型极化。在患者来源类器官异种移植（PDOX）模型中证实其协同抗肿瘤效应与低系统毒性，为CRC精准治疗提供新范式。
1 引言
结直肠癌（CRC）作为全球发病率第三的恶性肿瘤，其治疗面临化疗耐药性、免疫抑制性肿瘤微环境（TME）及严重全身毒性等多重挑战。传统铂类化疗药物如顺铂（CDDP）虽疗效显著，但缺乏肿瘤靶向性导致肝肾功能损伤等副作用。同时，免疫检查点抑制剂易受TME中肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）等免疫抑制细胞影响而疗效受限。近年来，纳米药物递送系统（DDS）通过改善药物溶解性、稳定性及靶向性，为协同化疗与免疫治疗提供新思路。其中，介孔二氧化硅纳米颗粒（MSN）凭借高比表面积、可调孔径及易功能化特性成为理想载体。本研究设计了一种表面修饰抗CD47抗体的顺铂负载MSN（CDDP@MSN-Anti-CD47），通过靶向CRC细胞表面高表达的CD47蛋白，阻断其与巨噬细胞信号调节蛋白α（SIRPα）的免疫抑制信号通路，同时实现化疗药物精准递送与免疫微环境重塑。
2 实验方法与材料表征
2.1 纳米颗粒合成与表征
采用改良St?ber法合成MSN，通过扫描电镜（SEM）与透射电镜（TEM）显示其均匀球形结构（粒径约94 nm）。动态光散射（DLS）检测显示功能化后粒径递增：MSN（103.8 nm）、巯基化MSN（MSN-SH，104.1 nm）、PEG化MSN（MSN-PEG，113.0 nm）及抗体修饰MSN（MSN-Anti，124.9 nm）。Zeta电位变化证实抗CD47抗体成功偶联（MSN-Anti为+12.5 mV）。傅里叶变换红外光谱（FTIR）显示特征峰（如抗体酰胺键1644 cm?1），BCA法测定抗体负载量为3.5 μg/g MSN。
2.2 药物释放与靶向性评估
顺铂负载容量达13.78%，在pH 6.2（模拟TME酸性环境）的释放率（74.4%）显著高于pH 7.4（40.5%），符合肿瘤靶向释放需求。免疫荧光与流式细胞术验证MSN-Anti可特异性结合DLD-1和HCT-116细胞（CD47高表达），竞争实验证实其靶向机制依赖CD47-抗体相互作用。
3 抗肿瘤机制研究
3.1 细胞凋亡与ROS生成
MTT实验显示CDDP@MSN-Anti在72小时对CRC细胞的半数抑制浓度（IC50）低于游离顺铂（DLD-1：1.27 vs 1.32 μg/mL）。Annexin V/PI流式检测与Western blot表明其通过激活Bax/caspase-3通路诱导凋亡，同时促进活性氧（ROS）过表达（DCFH-DA检测证实）。正常细胞（如FHC结肠上皮细胞）毒性显著降低，证明纳米载体减轻脱靶效应。
3.2 巨噬细胞表型重编程
转录组测序（RNA-Seq）与KEGG富集分析显示CDDP@MSN-Anti处理后的CRC细胞差异表达基因涉及PI3K/Akt、IL-17等巨噬细胞相关通路。Transwell共培养实验中，MSN-Anti与CDDP@MSN-Anti显著促进THP-1来源巨噬细胞向M1表型极化（CD86+细胞增多），并降低M2标记CD163+表达。细胞因子检测显示TNF-α、IL-6上升而IL-4、IL-10下降。吞噬实验证实抗CD47抗体通过抑制SIRPα/Shp-1信号轴，恢复巨噬细胞对CRC细胞的吞噬能力。
3.3 动物模型验证
在HCT-116细胞系来源异种移植（CDX）模型中，CDDP@MSN-Anti组肿瘤体积抑制率达79%（游离顺铂为50%），且小鼠体重无显著下降。活体成像（IVIS）显示Cy7标记的MSN-Anti在肿瘤区域富集峰值出现在8小时，并持续滞留。组织学分析（H&E、TUNEL染色）表明纳米治疗组心、肝、脾无病理损伤，而顺铂单药组出现肺间质水肿与肾小管空泡化。免疫组化显示肿瘤内Ki67表达下降，Bax/caspase-3表达上调，CD86+M1型TAMs比例增加。
3.4 患者来源类器官（PDOX）模型
CRC患者来源类器官实验进一步验证CDDP@MSN-Anti可抑制类器官活力并重塑TME。共培养体系中，α-SMA+癌症相关成纤维细胞（CAFs）比例下降，提示免疫抑制微环境逆转。PDOX小鼠模型显示纳米治疗组肿瘤重量降低5倍，且血清ALT、BUN等肝肾功能指标无异常。
4 讨论与结论
本研究构建的CDDP@MSN-Anti-CD47通过双功能设计实现化疗-免疫协同增效：一方面，MSN载体延长顺铂释放，模拟节拍式给药降低系统毒性；另一方面，抗CD47抗体阻断“别吃我”信号，促进巨噬细胞介导的免疫清除。在CDX与PDOX模型中均证实其靶向性、低毒性及强抗肿瘤活性。未来需在免疫健全模型中深入探索其对T细胞等适应性免疫的激活机制。该策略为CRC及其他CD47高表达肿瘤的精准治疗提供潜在临床转化路径。
