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本研究针对肾透明细胞癌(ccRCC)免疫治疗响应率低、毒性高的临床难题,开发了靶向人碳酸酐酶IX(hCA-9)的多功能免疫治疗纳米颗粒(MINPs)。研究人员通过共价偶联抗CA-9、抗4-1BB和抗CD27抗体于PEG-PLGA纳米颗粒,构建了能同时激活CD8+ T细胞和NK细胞的靶向治疗平台。实验证明该MINPs在免疫健全小鼠模型和人源化小鼠模型中显著抑制肿瘤生长,并降低肝毒性等副作用,为克服ccRCC免疫治疗耐药性和免疫衰老提供了新思路。论文发表于《Molecular Cancer》。
肾细胞癌是全球十大常见癌症之一,其中透明细胞亚型(ccRCC)占比高达80%。尽管免疫检查点抑制剂联合治疗改善了晚期ccRCC患者的预后,但仍有75%患者出现严重副作用,30%产生治疗耐药。更棘手的是,95%的ccRCC过表达人碳酸酐酶IX(hCA-9),这个标志物虽为靶向治疗提供了理想靶点,但既往靶向hCA-9的单抗girentuximab因无法有效激活衰老免疫系统而在III期临床试验中折戟。如何开发能同时调动先天性和适应性免疫、且规避毒副作用的治疗策略,成为ccRCC治疗领域的重大挑战。
美国德克萨斯大学西南医学中心的研究团队在《Molecular Cancer》发表创新成果,开发了靶向hCA-9的多功能免疫治疗纳米颗粒(MINPs)。该平台通过将抗hCA-9抗体与激动性抗4-1BB、抗CD27抗体共价偶联于PEG-PLGA纳米颗粒,实现了肿瘤靶向与免疫激活的双重功能。研究发现这种"三合一"纳米制剂不仅能协同激活CD8+
T细胞和NK细胞,还能在老年供体免疫细胞人源化小鼠中保持抗肿瘤活性,同时显著降低传统抗体疗法常见的肝毒性。
关键技术方法包括:1)通过应变促进的叠氮-炔烃环加成反应构建抗体功能化纳米颗粒;2)采用流式细胞术评估免疫细胞激活状态和肿瘤靶向性;3)建立hCA-9转染的小鼠RCC模型和人ccRCC异种移植模型;4)利用人外周血单个核细胞(hPBMCs)人源化NCG小鼠模拟人体免疫环境;5)通过免疫组化和血清学分析评估治疗安全性。
研究结果部分显示:
"Preparation of hCA-9-targeted MINPs"证实成功构建了粒径约100nm、能同时结合hCA-9阳性肿瘤细胞和免疫细胞的纳米颗粒。电镜和动态光散射显示MINPs具有良好的理化稳定性,体外结合实验证实其可特异性识别hCA-9阳性肿瘤细胞及CD8+
T细胞/NK细胞。
"MINP-mediated 4-1BB and CD27 clustering enhances CD8+
Tcell and NK cell activation in vitro"发现MINPs锚定的激动性抗体可通过交联TNF受体家族成员4-1BB和CD27,使CD8+
T细胞和NK细胞的早期激活标志CD69表达提升40%-130%,效应细胞因子IFN-γ分泌量增加20%。
"Human CA-9-targeted chimeric MINPs enhance the cytotoxic efficiency of CD8+
T cells and NK cells in vitro"证明MINPs预处理可使hCA-9阳性肿瘤细胞的体外杀伤率提高45%,共聚焦显微镜观察到免疫细胞对肿瘤细胞的定向杀伤。
"In vivo anticancer activity evaluations"显示在RAG/hCA-9小鼠模型中,MINPs治疗组75%小鼠获得完全缓解,且产生免疫记忆能抵抗肿瘤再挑战。生物分布研究证实MINPs在肿瘤部位富集量比非靶向纳米颗粒高110%。
"Human CA-9-targeted fully humanized MINPs"部分最引人注目:在老年供体hPBMCs人源化小鼠中,MINPs仍能保持76%的肿瘤抑制率,显著优于游离抗体组合(37%),证实其部分克服免疫衰老的能力。
结论与讨论指出,该研究创新性地将肿瘤靶向与双重免疫激活整合于单一纳米平台,解决了三个关键问题:1)通过4-1BB/CD27共激活克服单通路激活的局限性;2)借助纳米载体特性降低肝毒性;3)在衰老免疫环境中保持活性。虽然完全缓解率在老年免疫模型中有待提高,但MINPs平台为开发下一代ccRCC免疫治疗提供了可扩展的技术路线。未来通过整合CD28超激动剂等改进策略,有望进一步提升临床转化潜力。
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