脂质体，又一篇Nature Nanotechnology！
奇物论
继发于转移性癌症的恶性胸腔积液 (MPE) 代表了临床患者管理中的巨大挑战。MPE的出现对癌症患者来说是一个不祥的预后信号；MPE 患者的平均生存期为 4-9 个月。此外，胸腔积液的积聚通常会导致呼吸困难，严重影响生活质量。目前 MPE 的护理标准包括导管引流或化学/外科胸膜固定术，但主要是姑息治疗。
临床免疫病理学研究表明，MPE 的肿瘤微环境 (TME) 具有强烈的免疫抑制作用，具有丰富的促瘤髓系免疫细胞和高水平的免疫抑制细胞因子，对抗肿瘤免疫产生负面影响。此外，已在临床 MPE 的肿瘤细胞上检测到不同水平的程序性死亡配体 1 (PD-L1) 表达。以前增强抗 MPE 免疫反应的尝试包括胸腔内注射免疫刺激剂，如细菌抗原、促炎细胞因子、溶瘤病毒或腺病毒细胞因子基因。虽然已经报道了不同程度的功效，但发现其中许多要么不足以克服免疫抑制性 TME，要么引起不良反应。因此，开发一种新的胸腔内策略，有效地将免疫感冒转化为促炎 MPE，对于改善 MPE 免疫治疗势在必行。
干扰素基因刺激因子 (STING) 通路最近被确定在抗肿瘤免疫中发挥重要作用。作为一种有效的 STING 激动剂，环状二核苷酸 (CDN) 2'3'-cGAMP 在细胞质中起作用以连接STING 并激活 STING 通路和 I 型干扰素(IFN) 的产生。虽然最近涉及肿瘤内注射 CDN 的临床前研究已经证明其能够增强实体瘤中的抗肿瘤免疫，但尚未探索胸膜内 CDN 的潜力。但是，在 MPE 中使用自由CDN 存在一些问题。CDN 由不稳定的磷酸二酯键构建而成，容易被外核苷酸焦磷酸酶/磷酸二酯酶 (ENPP1) 降解。可溶性 ENPP1 存在于人和小鼠血清中，据报道在恶性积液中 ENPP1 水平较高。此外，最近的研究表明，肿瘤驻留抗原呈递细胞 (APC) 内 STING 通路的激活是诱导抗癌 CD8+ T 细胞免疫所必需的，而非靶向的游离 CDN 可以诱导 T 细胞凋亡或增加肿瘤细胞对免疫检查点阻断 (ICB) 的抵抗力。
鉴于此，为了克服免疫冷 MPE，维克森林大学Dawen Zhao等人合成了载有 CDN 的磷脂酰丝氨酸 (PS) 涂层脂质体 (LNP-CDN)，其在 MPE 中表现出良好的药代动力学特征和选择性靶向胸膜内吞噬细胞。CDN与磷酸钙（CaP）复合物的装载可以实现pH响应，使得CDN从内体地释放至细胞质中，进而连接STING以启动STING信号。成果发表在Nature Nanotechnology上！
研究人员合成了一系列具有不同磷脂的不同表面组成的 LNP，以装载与 CaP 复合的CDN。LNP-CDN 的平均直径为 ~120 nm，负表面电荷为 -15 mV。体内研究数据表明胸膜内 LNP-CDN 能够在MPE和胸膜腔中的胸膜肿瘤中实现 CDN 的吞噬细胞靶向递送。值得注意的是，LNP-CDN 本身或由 APC 携带可以从 MPE 迁移到肿瘤引流淋巴结（TDLN），这可能会增强 APC 介导的TDLN中细胞毒性 T 细胞的交叉呈递。
图|胸膜内给药的 LNP 靶向 MPE 和胸膜肿瘤中的吞噬细胞
为了深入了解胸膜内 LNP-CDN 对个体免疫细胞群的免疫学影响，研究人员在小鼠模型中进行了 MPE 的单细胞 RNA 测序 (scRNA-seq)。通过 scRNA-seq，研究发现胸膜内 LNP-CDN通过重编程骨髓细胞、激活 DC 以交叉呈递肿瘤抗原、促进多功能 NK 细胞和 CD8+ T 细胞以及扩大干细胞样记忆CD8+ T 细胞，从而诱导 MPE 转录格局的剧烈变化。
图|胸膜内 LNP-CDN 将免疫抑制性骨髓细胞重新编程为促炎表型，并重塑 MPE 中的免疫环境
研究进一步表明，诱导的 MPE TM 重塑为抗 PD-L1 ICB 的反应奠定了基础。LNP-CDN通过联合PD-L1阻断免疫疗法，可以有效地减少了 MPE 体积并抑制了胸膜腔和肺实质中的肿瘤生长，从而显著延长了荷MPE 的小鼠的存活率。
图|胸膜内 LNP-CDN 与抗 PD-L1 Ab 联合抑制胸膜肿瘤生长，减少 MPE 体积并延长 MPE 小鼠的存活
为了评估胸膜内 LNP-CDN 的转化潜力，研究人员在具有确诊 MPE 细胞学的 NSCLC 患者的胸腔穿刺术期间获得了临床 MPE 样本。然后将LNP-CDN与新鲜 MPE 或来自MPE 的分离的巨噬细胞一起孵育，发现所有样品中的M1 相关基因的表达增加，并且增强了NK 细胞的细胞毒性。总之，这些数据支持胸膜内 LNP-CDN 在人类 MPE 中的潜在用途。
图|LNP-CDN处理NSCLC 患者 MPE 中的细胞
综上，该研究开发了负载 CDN 的脂质体纳米颗粒 LNP-CDN，它保护 了CDN 免受 MPE 中的酶促降解，并表现出其对巨噬细胞和 DC 的特异性靶向以激活 STING 信号。
此外，在临床实践中，LNP-CDN 可以通过留置胸膜导管连续给药。临床上，MPE 的存在常常妨碍手术干预，许多 MPE 患者由于病情极差而不适合进行化疗。因此，MPE 的成功管理可能会为与其他治疗方案相结合以最大限度地提高治疗效果提供新的机会。
参考文献：
Liu,Y., Wang, L., Song, Q. et al. Intrapleural nano-immunotherapy promotes innateand adaptive immune responses to enhance anti-PD-L1 therapy for malignantpleural effusion. Nat. Nanotechnol. (2021).
DOI: 10.1038/s41565-021-01032-w
https://doi.org/10.1038/s41565-021-01032-w
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