利用工程化纳米颗粒耗竭可溶性PD-L1促进抗肿瘤免疫与肿瘤控制

《International Journal of Nanomedicine》：Depletion of Soluble PD-L1 with Engineered Nanoparticles Promotes Antitumor Immunity and Tumor Control

　　

目的：程序性死亡蛋白1（PD-1）与程序性死亡配体1（PD-L1）检查点阻断已改善多种晚期癌症的临床结局，但应答率低且多数患者对PD-1/PD-L1抑制剂存在内在耐药。循环可溶性PD-L1（sPD-L1）是介导耐药的驱动因素，其在癌症患者外周血中升高并与不良预后及PD-1/PD-L1治疗抵抗相关，因此亟需清除循环中sPD-L1的策略。研究人员评估了NaNots?A（一类设计用于捕获sPD-L1的工程化纳米颗粒）作为治疗剂的功效与免疫应答。方法：研究人员在给药前后检测含sPD-L1的不同生物样本以确定NaNots捕获效率；采用人源化PD-L1小鼠模型联合sPD-L1分泌型肿瘤模型评估体内治疗潜力、肿瘤生长及抗肿瘤免疫表型。结果：NaNot处理成功耗竭患者及小鼠血浆等多来源sPD-L1；显著延缓肿瘤生长，并在肿瘤与脾脏组织中提升效应CD8 T细胞比例，同时降低免疫抑制性调节性T细胞比例。结论：该临床前工作表明，利用新型纳米治疗平台选择性捕获体内sPD-L1可减少免疫抑制并增强免疫活化，从而实现肿瘤生长控制。

研究背景与立项依据

免疫检查点抑制剂（Immune Checkpoint Inhibitors, ICI）靶向PD-1/PD-L1通路革新了癌症治疗，但超70%患者原发或继发耐药，且血液sPD-L1升高与PD-1/PD-L1抑制剂低应答直接相关。sPD-L1可由膜型PD-L1经ADAM（a disintegrin and metalloproteinase）或MMP（Matrix metalloproteinases）蛋白酶切或可变剪接产生，保留胞外域并可结合PD-1抑制T细胞毒性，还可作为诱饵 sequestrating 抗PD-L1单克隆抗体（mAb）放大抑制。现有抗PD-L1 mAb治疗反而使循环sPD-L1蓄积25–30倍（因复合物延长半衰期），治疗性血浆置换（Therapeutic Plasma Exchange, TPE）非选择性清除血浆蛋白，均存局限。因此研究人员开展本研究，开发NaNots?A选择性耗竭循环sPD-L1以恢复抗肿瘤免疫。论文发表于《International Journal of Nanomedicine》。

主要关键技术方法

研究人员构建二氧化硅核心（100 nm）经双正交化学偶联PEG屏蔽层与抗PD-L1 mAb（H1A克隆）的NaNots（流体力学直径150 nm），设Empty NaNots对照；建立人源化PD-1/PD-L1 C57BL/6转基因小鼠（huPD-H1）接种E0771^hPD-L1（三阴性乳腺癌，高分泌sPD-L1）、MC38^hPD-L1与B16F10^hPD-L1（不分泌sPD-L1）细胞系；使用RECIPE-M1试验（NCT04581382）转移性黑色素瘤患者基线血浆；经体外sPD-L1 ELISA、模拟膜PD-L1聚苯乙烯微球屏蔽实验、动态光散射（DLS）稳定性测试、尾静脉每两日200 μg NaNots×5次体内给药、肿瘤浸润淋巴细胞（TIL）与脾细胞流式免疫分型及CD8免疫组化（IHC）进行评价。

研究结果

NaNots Deplete sPD-L1 from Various Biological Fluids：NaNots在PBS中对单体/二聚体重组sPD-L1（6 μg/mL孵育30分钟捕获>70%，24 μg/mL捕获>95%）高效捕获；处理E0771^hPD-L1条件培养基耗竭约95%，黑色素瘤患者血浆降至不可检，huPD-H1小鼠单次尾静脉200 μg后1小时血浆sPD-L1降61%，证实跨体液形式耗竭能力。

NaNots are Prevented from Binding Surface Bound PD-L1：将sPD-L1共价偶联3 μm聚苯乙烯微球模拟细胞膜，未屏蔽颗粒高结合，NaNots因PEG屏蔽结合降至空背景，证明不结合膜型PD-L1而仅捕获得可溶性形式。

NaNots Maintain Physical and Functional Integrity After Long-Term Storage：两批NaNots于2–8°C存4与9月后DLS粒径变异<10%（146→155 nm、148→156 nm），PDI 0.02–0.11，ELISA捕获得活性损失<10%，确认理化和功能稳定性。

NaNots Reduce Tumor Growth in a Murine Model of Triple-Negative Breast Cancer：huPD-H1雌鼠接种E0771^hPD-L1，第9日起每两日尾静脉200 μg NaNots×5次，肿瘤生长显著延迟（p<0.001），第19日均值313.4 vs 808.2 mm³，无进展生存延长（p=0.017），IHC见CD8⁺ T细胞灶状浸润增加；Empty NaNots与PBS无差，B16-F10^hPD-L1/MC38^hPD-L1模型无疗效，特异依赖sPD-L1耗竭。

NaNots Promote the Accumulation of Effector CD8 T Cells and Reduce Levels of Regulatory T Cells in Tumors：流式显示肿瘤内效应CD8⁺ T细胞（CD3⁺CD8⁺PD-1⁺Granzyme B⁺TCF1^?）频率上升，Treg（CD3⁺CD4⁺FoxP3⁺CD25⁺）下降，CD8/Treg比升高（p=0.044）；脾脏中Treg降低、总CD8⁺ T细胞增多、增殖活化NK细胞（CD3^?CD49b⁺NKG2D⁺Ki67⁺）增加，表明局部与系统免疫抑制减弱、效应增强。

讨论与结论翻译

讨论指出，该研究首次证明仅耗竭可溶性检查点蛋白（sPD-L1）即可减轻肿瘤介导免疫抑制并延缓生长；与既往TPE联合放疗在难治黑色素瘤中61%客观应答及sPD-L1耗竭程度关联生存的临床发现一致；NaNots相较TPE具选择性、相较mAb避免靶蓄积逃逸，经肝脏Kupffer细胞清除。局限包括未测其他可溶抑制物（sPD-1、sCTLA-4）、仅单一分泌模型、EV（细胞外囊泡）结合PD-L1未被捕获、动物给药频次受限。

结论：本研究证明NaNots有效捕获sPD-L1，缓解肿瘤介导免疫抑制并在临床前模型显著延缓肿瘤生长；首次提供概念验证——药物性选择性耗竭仅可溶型免疫检查点蛋白即可引发实质抗肿瘤免疫与疗效，支持进一步开发NaNots选择性清除循环免疫抑制因子，为人类癌症治疗开辟新机遇。