在当前的癌症治疗领域，乳腺癌仍然是一个严峻的挑战，其复杂的分子异质性、频繁复发以及远处转移等特性使得传统治疗方法难以达到理想效果。近年来，免疫检查点阻断（Immune Checkpoint Blockade, ICB）疗法，特别是针对程序性死亡配体1（PD-L1）的αPD-L1疗法，为癌症免疫治疗带来了革命性的进展。这种疗法通过恢复细胞毒性T细胞的活性，增强机体对肿瘤的免疫应答，从而实现对肿瘤的控制。然而，αPD-L1在乳腺癌中的治疗效果仍然有限，主要原因在于大多数乳腺癌具有较低的免疫原性，这会阻碍有效的抗原呈递、削弱免疫细胞浸润，并抑制整体的抗肿瘤免疫反应。因此，开发能够增强肿瘤免疫原性并提高免疫疗法响应的策略显得尤为重要。
为了解决这一问题，研究者提出了一种创新的治疗策略，即通过构建一种自递送的补偿性纳米药物（BRC），以放大铁死亡（Ferroptosis）并增强αPD-L1免疫疗法的效果。铁死亡是一种非凋亡性的细胞死亡方式，其特征是脂质过氧化物的积累，而这一过程可以被光动力疗法（Photodynamic Therapy, PDT）诱导。PDT通过光激活光敏剂，产生活性氧（Reactive Oxygen Species, ROS），从而引发脂质过氧化，导致铁死亡。然而，肿瘤细胞通常具备一些内在的防御机制，例如通过谷胱甘肽过氧化物酶4（GPX4）来减少脂质过氧化物，从而抵抗铁死亡。此外，二氢嘧啶脱氢酶（Dihydroorotate Dehydrogenase, DHODH）作为线粒体酶，也参与了GPX4非依赖性的补偿性抗铁死亡通路，帮助维持细胞内的氧化还原平衡。因此，同时破坏这些抗氧化防御机制，可以显著增强铁死亡的诱导效果，并进一步提高免疫治疗的响应能力。
在本研究中，BRC是由三种具有不同功能的药物分子——DHODH抑制剂brequinar（Bre）、铁死亡诱导剂RSL3以及光敏剂氯in e6（Ce6）——通过优化分子间相互作用，自组装成一种均匀且稳定的纳米结构。这种自组装方式无需额外的载体材料，从而简化了药物递送系统，提高了其生物相容性和可制造性。BRC的构建基于其分子结构的自组织特性，其中Ce6的疏水性吡咯基团通过疏水作用和π-π堆积与其它分子形成稳定的纳米结构。研究发现，BRC在模拟体液中具有良好的稳定性，其粒径范围在110-130纳米之间，聚散指数（PDI）低于0.2，表明其具有高度的均一性。这些物理化学特性为BRC在体内的有效递送奠定了基础。
为了进一步验证BRC的疗效，研究者进行了多种体外和体内实验。在体外实验中，BRC表现出显著的光动力效应和铁死亡诱导能力。通过使用单线态氧传感器绿色（SOSG）作为荧光探针，监测光激活后ROS的生成情况，结果表明BRC在光激活条件下能够高效产生ROS，从而诱导脂质过氧化。此外，BRC还能够显著降低细胞内的谷胱甘肽（GSH）水平，并抑制GPX4的表达，这表明其通过同时阻断GPX4和DHODH的抗氧化通路，形成了一个促进铁死亡的反馈回路。这一机制不仅有效诱导了肿瘤细胞的死亡，还促成了大量损伤相关分子模式（Damage-Associated Molecular Patterns, DAMPs）的释放，包括细胞色素C（CRT）、高迁移率族蛋白1（HMGB1）和细胞外ATP。这些DAMPs能够促进树突状细胞的成熟，并增强T细胞介导的抗肿瘤免疫反应，从而显著提高肿瘤的免疫原性。
在体内实验中，BRC同样表现出优异的抗肿瘤效果。通过在4T1荷瘤小鼠模型中进行测试，研究发现BRC在光激活后能够显著抑制肿瘤生长，并减少肿瘤的体积和重量。相比之下，单独使用Ce6或其它药物的治疗效果则较为有限。BRC的体内治疗不仅增强了对原发肿瘤的控制，还有效抑制了转移性肿瘤的发展。研究还发现，BRC的治疗并未引起明显的全身毒性，所有治疗组的小鼠体重均保持稳定，表明其具有良好的生物安全性。此外，通过组织病理学分析，研究者观察到BRC治疗后肿瘤组织中的坏死区域显著增加，同时细胞凋亡水平也明显提高，进一步验证了其强大的抗肿瘤能力。
除了对肿瘤的直接杀伤作用，BRC还能够显著增强免疫治疗的效果。通过与αPD-L1联合使用，BRC能够有效激活先天性和适应性免疫反应。研究发现，BRC治疗后，肿瘤组织中NK细胞的浸润显著增加，同时树突状细胞的激活标志物CD80和CD86的表达水平也显著提升。这表明BRC不仅促进了肿瘤细胞的死亡，还增强了免疫系统的识别和攻击能力。此外，免疫荧光分析显示，BRC治疗后，肿瘤组织中CD3和CD8阳性T细胞的密度显著增加，进一步证实了其对免疫细胞的招募和激活作用。这些结果表明，BRC通过铁死亡放大机制，不仅增强了肿瘤的免疫原性，还显著提高了αPD-L1免疫疗法的疗效。
在治疗转移性肿瘤方面，BRC同样表现出显著的优势。通过在肺部和肝脏中评估转移负担，研究发现BRC联合αPD-L1治疗能够有效减少转移灶的数量和大小。相比之下，单独使用Ce6或其它药物的治疗效果则较为有限。这一发现表明，BRC通过其独特的铁死亡放大机制，不仅能够控制原发肿瘤的生长，还能够显著抑制肿瘤的转移能力。此外，BRC的治疗还能够逆转脾脏的病理变化，促进红髓和白髓的恢复，从而改善全身的免疫状态。
综上所述，BRC作为一种自递送的补偿性纳米药物，通过同时抑制GPX4和DHODH的抗氧化通路，放大铁死亡效应，并增强免疫治疗的响应能力，为乳腺癌的治疗提供了新的思路。其优异的肿瘤靶向性、稳定的纳米结构以及良好的生物安全性，使其成为一种有前景的治疗平台。此外，BRC的构建过程简单，无需额外的载体材料，这不仅降低了制造成本，还提高了其在临床转化中的可行性。通过联合使用αPD-L1，BRC能够有效激活免疫系统，实现对转移性肿瘤的清除，同时避免了全身毒性，为乳腺癌患者提供了更安全和有效的治疗方案。这一研究为未来癌症免疫治疗的发展提供了重要的理论依据和实践指导。
