深圳市二维材料孔雀团队
【Nano Today】纳米免疫治疗:纳米材料协同癌症免疫治疗的独特机制

      靶向免疫系统的治疗成为治疗人类各种癌症最有效的治疗方式之一,包括嵌合抗原受体T细胞疗法、免疫检查点阻断疗法、新抗原疫苗和小分子调节剂等。然而,这些免疫疗法的临床效果通常一般,只有少数癌症患者受益于免疫治疗。此外,广泛的不良反应、缺乏可靠的生物标记物、癌症复发、耐药性和癌症转移已成为人们日益关注的焦点问题,这些都可能会限制其临床应用。




      与大多数抗癌策略不同,基于纳米材料的治疗方法具有独特的生物学特性,以实现精确靶向、局部药物释放并且能够提高治疗效果。免疫治疗药物的长期、持续释放是增强抗癌免疫的必要条件,纳米技术保证了免疫治疗药物在肿瘤区域的积累、控释和精准释放。这两种治疗方式的结合将为人类各种癌症的治疗提供协同治疗的效果。这篇文章中讨论了纳米免疫治疗的可能机制和纳米技术在协同癌症治疗中的独特优势。


      该综述性文章以“Nano-immunotherapy:Unique mechanisms of nanomaterials in synergizing cancer immunotherapy”为题发表在《Nano Today》期刊上。


      癌症免疫疗法的概念是基于对先天性和适应性免疫系统的人工刺激杀死恶性细胞。目前已在临床进行测试的免疫疗法有癌症疫苗和免疫检查点阻断疗法等。癌症免疫治疗已成为各种血液学和实体肿瘤的有效治疗方式。但是这些疗法都面临诸多挑战,限制了其临床反应。


      为了解决上述各种治疗的限制,开发了纳米材料作为载体材料携带药物治疗的新方法(纳米免疫治疗),该方法可为免疫治疗提供安全性并且有一定的治疗效果。因此,纳米技术提供了一个可能彻底改变癌症治疗的机会。癌症纳米医学现已成为一种用于癌症成像、诊断、治疗或治疗诊断策略的平台。另外,纳米材料也会与其他的方法进行结合,如放射免疫疗法、光免疫疗法、化学免疫疗法等。纳米药物为解决临床相关障碍提供了机会,包括非特异性药物生物分布、耐药性和不良反应。


     随着研究的深入,未来将开发新的转化纳米药物,如细胞外囊泡(包括外泌体)和无机纳米颗粒。该综述首先介绍了常见的纳米药物制剂及其发挥的作用,这些常见的纳米药物制剂有脂质体、胶束、纳米晶体、聚合物、树枝状聚合物、二维材料、纳米管和其他纳米粒子(图1)。



图1 多种纳米药物协同癌症免疫治疗


     纳米治疗学开发了治疗诊断纳米药物来诊断和治疗癌症,以协助肿瘤免疫治疗(图2)。


图2 用于免疫生物成像的纳米颗粒

(a)T细胞的临床成像方式和靶向T细胞的成像;(b)基于纳米粒子的肿瘤中T细胞成像及其CT的时间的检测;

(c)纳米粒子(橙色)在肺肿瘤(蓝色和青色)中的PET/CT成像;(d)注射纳米粒子的 CT-26 肿瘤小鼠的双分子成像(右上)。


        另外,纳米药物作为免疫制剂的递送平台,纳米药物可以通过生物材料递送平台进行携带和释放,实现纳米免疫治疗。


图3纳米材料作为免疫介质的运载载体。(a)作为药物传递载体的关键纳米材料类别;(b)高密度脂蛋白联合免疫检查点阻断(ICB)治疗癌症疫苗;(c)用于癌症免疫治疗的微针DNA疫苗。


       肿瘤免疫疗法通常成本高昂,这可能会限制其在临床试验中使用。在过去的几年里,人工免疫细胞已成为抗癌的一个有前途的领域。图4是人工纳米材料用于人工合成免疫细胞。


图4 各种纳米颗粒用于人工免疫细胞



       这篇综述总结了几个方面:简要概述了当前的癌症免疫疗法的致命弱点;对当前纳米免疫疗法的认识和挑战;潜在的免疫生物成像、纳米免疫疗法的和联合治疗。


       暨南大学中西医结合博士后流动站的刘权博士为文章的第一作者,暨南大学第二临床医学院(深圳人民医院)肝胆胰外科专家鲍世韵,深圳大学的张晗教授,南方科技大学第一附属医院肝胆胰外科专家刘利平以及瑞典卡罗林斯卡学院微生物、肿瘤和细胞生物学系的曹义海教授为论文的通讯作者。


【文章链接】


Nano-immunotherapy: Unique mechanisms ofnanomaterials in synergizing cancer immunotherapy

QuanLiu, Yanhong Duo, Jianye Fu, Meng Qiu, Zhe Sun, Dickson Adah, Jianlong Kang, Zhongjian Xie, Taojian Fan, Shiyun Bao∗, HanZhang, Li-Ping Liu, Yihai Cao

NanoToday, 2020-11-10

DOI:10.1016/j.nantod.2020.101023