纳米囊泡，又一篇Nature Nanotechnology！

奇物论

2021-08-14

尽管 ICB 疗法（例如，α-CTLA-4、α-PD-L1 或 α-PD-1）已经改变了癌症治疗范式，但只有一部分患者有反应。特别是针对结直肠癌 (CRC)，ICB 大多是无效的。广泛的努力集中在采用治疗方式（例如，化疗、放疗、病毒和靶向治疗以及治疗性疫苗）上，这些治疗方式可以将“免疫冷”转变为“免疫热”肿瘤，以加强 ICB 免疫治疗。其中，免疫原性化疗显示出与ICB协同作用的巨大潜力（例如，增加肿瘤浸润性 CTL）。然而，由于药代动力学差、肿瘤积累有限以及对健康组织和免疫细胞的非特异性毒性，化学疗法在提高ICB疗效方面的应用受到阻碍。

喜树碱 (CPT) 是一种针对各种癌症（包括 CRC）的有效化学疗法，已显示出增强 CTL 介导的肿瘤细胞杀伤的潜力。然而，其水溶性差、不良反应严重和内酯环不稳定等问题限制了 CPT 的临床应用及其与 ICB 的联合应用。

成果简介

鉴于此，亚利桑那大学卢剑琴等人开发了一种鞘磷脂 (SM) 衍生的 CPT (SM-CPT) 脂质体纳米治疗平台，其具有不同的肿瘤敏感键（酯、甘氨酸和二硫键）和不同的接头长度。鞘磷脂衍生的喜树碱纳米囊泡（camptothesomes）可诱导有效的颗粒酶B和穿孔素介导的细胞毒性T 淋巴细胞（CTL）反应，增强PD-L1/PD-1联合阻断，以消除皮下MC38腺癌，并具有记忆免疫。成果发表在Nature Nanotechnology上。

载体设计

SM 是一种天然存在的磷脂，是高密度脂蛋白和动物细胞膜的主要成分，含有羟基，能够与治疗剂的功能部分（例如羟基和羧基）结合。研究人员最初合成了四种不同的 SM-CPT——一种带有酯键 (SM-ester-CPT)，一种带有二硫键 (SM-SS-CPT)，一种带有甘氨酸键 (SM-glycine-CPT)，一种带有二硫键和更长的接头 (SM-CSS-CPT)。SM-CPTs 增强了内酯的稳定性，并在 SM 的两亲性驱动下在水性介质中自组装成喜树碱。

构效关系分析表明，具有较长接头的二硫键偶联物（SM-CSS-CPT，camptothesome-4）优于游离CPT和其他对应物，具有延长的循环半衰期、增强的肿瘤吸收、无明显副作用，深入的肿瘤渗透和有效的瘤内 CPT 释放。

图|SM 衍生的 CPT 脂质体纳米囊泡的开发

效果优于脂质体伊立替康

通过小鼠体内实验结果分析，camptothesomes 具有显著的体内安全性及其使CPT 对肿瘤的治疗功效最大化的潜力。在肿瘤切片中，表明具有深入的肿瘤穿透能力，这对于抗肿瘤功效至关重要。

治疗研究发现，Camptothesome-4 在促进肿瘤缩小和延长小鼠存活率方面的表现优于 Onivyde（一种 FDA 批准的脂质体伊立替康）。此外，camptothesome-4 显著诱导 CRC 肿瘤中的肿瘤浸润 CD8、颗粒酶 B、穿孔素、IFN-γ 和裂解的 caspase-3 (CC3)，证明了 CTL 引发的抗肿瘤免疫。IFN-γ 的增加上调了肿瘤内 PD-L1/PD-1 的表达，这与对 ICB13 的反应改善有关。这些发现证明将 PD-L1/PD-1 阻断剂与 camptothesome-4 相结合，可导致 83.3% 的免疫活性小鼠的 MC38 肿瘤被根除。

图|Camptothesome 与 PD-L1/PD-1 阻断协同作用根除 CRC 肿瘤

DOX作为跨膜载体

吲哚胺 2,3-双加氧酶 (IDO1) 是另一个独立的关键免疫检查点，它通过酶促降解色氨酸，在激活调节性 T 细胞（Treg 细胞）的同时导致 CTL 无反应，从而导致各种肿瘤的免疫抑制。与文献一致，研究人员发现 IDO1 在 CRC 肿瘤中表达，并且随着 INF-γ 的产生而增加。为了逆转 IDO1 介导的免疫抑制，研究人员提议使用 Camptothesome-4 共同递送 IDO1 抑制剂（indoximod (IND)）。

将 IND 与免疫原性细胞死亡 (ICD) 诱导剂阿霉素 (DOX) 结合，使用 DOX 作为跨膜载体将 IND 导入camptothesome。研究人员专门设计了 DOX 和 IND 之间的 pH 敏感腙键，在质子化剂产生的酸性 pH 下，它会在纳米囊泡内断裂，形成不能穿过脂质膜扩散回流的药物沉淀。据报道，IND 可与 DOX 协同作用以引起肿瘤消退。DOX 具有引发 ICD 的潜力，可提供额外的抗肿瘤免疫益处。引人注目的是，当用叶酸靶向和或与 PD-L1/PD-1 抑制剂组合时，DOX-IND/camptothesome-4 治愈了相当一部分患有晚期转移性原位结直肠癌或晚期皮下结直肠癌和黑色素瘤的小鼠，

图|使用 DOX 作为跨膜载体将 DOX-IND 共封装在 Camptothesome-4 中

小结：

综上，本文报告了一种基于 SM 偶联药物的纳米治疗平台，以及一种启用 DOX 的跨膜转运技术，两者都可推广到各种治疗方法。鉴于 (1) SM 在 FDA 批准的脂质体纳米治疗药物 Marqibo 中用作主要成分，(2) 喜树碱或共同递送喜树碱的制造程序是简便、标准化和完善的，类似于传统的脂质体纳米制剂，(3 ) 对早期和临床上难以治疗的晚期转移性肿瘤均取得了显著疗效，并且 (4) IDO1 在多种癌细胞中表达，这里介绍的强大且多管齐下的 Camptothesome 免疫化疗框架具有良好的临床相关性，并且具有彻底改变癌症治疗范式的潜力。

参考文献：

Wang, Z., Little, N., Chen, J. et al. Immunogenic camptothesome nanovesicles comprising sphingomyelin-derived camptothecin bilayers for safe and synergistic cancer immunochemotherapy. Nat. Nanotechnol. (2021). 

https://doi.org/10.1038/s41565-021-00950-z