在过去十年中，基于细胞的癌症免疫疗法因其基于分子受体的靶向识别和消除机制而受到广泛关注，这些机制能够提供持久的治疗效果，同时大幅降低脱靶副作用的风险。在基于免疫细胞的疗法中，如嵌合抗原受体（CAR）T细胞和肿瘤浸润T淋巴细胞，自然杀伤（NK）细胞尤为引人注目[1]。与需要受体工程改造才能识别和消除恶性细胞的过继T细胞疗法不同，NK细胞具有天生的抗肿瘤能力，在识别癌细胞时不需要MHC分子的预先致敏[2]、[3]、[4]、[5]。NK细胞通过多种机制发挥其细胞毒性功能：它们分泌如颗粒酶B和穿孔素等杀伤癌细胞的分子，释放促炎细胞因子和趋化因子（如干扰素-γ（IFN-γ）、肿瘤坏死因子（TNF）和白细胞介素-6（IL-6），并利用Fas配体和TNF相关凋亡诱导配体等死亡受体途径[2]、[3]。此外，由于NK细胞引发移植物抗宿主病（GVHD）的风险低且副作用（如细胞因子释放综合征、神经毒性）小，它们作为现成的癌症免疫治疗产品具有不可估量的价值。
尽管自体或异体NK细胞的临床应用在I期和II期试验中显示出潜力，但成功的治疗结果仅限于少数恶性癌症患者[6]、[7]。尽管基于NK细胞的免疫疗法具有治疗前景，但这些限制归因于肿瘤内的滞留能力差、对癌组织的靶向效率低以及自由NK细胞在直接给药后的短暂体外存活时间。这些限制不仅降低了治疗效果，还增加了脱靶毒性的风险。因此，迫切需要能够局部化和持续释放NK细胞活性的平台，同时保持其活力和功能。在这方面，基于微球的分送方法成为一种合理的策略，可以实现局部注射并保护免疫细胞免受肿瘤微环境和宿主免疫系统的影响。在先前的研究中，NK细胞已被整合到各种微球平台中，如多孔微球和水凝胶-微球混合物中，以延长其在体内的持久性并保护它们免受宿主免疫系统的攻击，同时促进促炎细胞因子和趋化因子的有效分泌[8]、[9]。
然而，由于免疫细胞天然存在于悬浮状态[10]，将NK细胞限制在刚性表面的传统方法可能会损害细胞功能并在附着于固体表面时引起形态改变，从而降低其抗癌效果。因此，液芯微胶囊有利于保持细胞功能。液芯中的低机械限制以及NK细胞的非粘附性质促进了大颗粒的形成（图S1），最终增强了其在体内的持久性。微胶囊的液芯还允许分子扩散速度更快，为及时识别分子信号和随后释放可溶性因子提供了更有利的微环境[11]。此外，微胶囊的外壳可以设计成同时具有半透性和组织粘附性，从而实现治疗因子的局部化和持续释放。因此，我们开发了含有NK细胞的水相核心和由生物工程MAP制成的外壳的粘附性微胶囊，以下简称MAP@NK MCs。利用MAP的优异生物相容性、生物降解性和粘附性[12]、[13]，我们假设MAP@NK MCs即使在严苛的生理条件下也能在目标部位牢固粘附。这一特性归因于MAP的强水下粘附性，最小化了细胞分散和随之而来的脱靶副作用的风险[14]、[15]。
在本研究中，我们使用液滴微流控技术制备了MAP@NK MCs。液滴微流控技术被认为是一种温和且高度可控的制备方法，可以施加更低且更精确定义的剪切力，这些特点有利于保持细胞活力和功能，先前的研究也证明了这一点[16]、[17]。使用液滴微流控技术可以大规模、单分散地生产水-油-水-油三相乳液滴，这些乳液滴作为有效封装NK细胞到亲水性MAP外壳中的模板[18]。超薄的油层完全包裹了含有NK细胞的水相核心，最小化了NK细胞与反应性外壳相的直接接触，降低了凝胶化过程中不希望发生的交叉反应风险。该油层在MAP外壳固化后可以通过机械应力去除[19]。半透性的MAP外壳允许必需的生长因子和氧气进入，同时保护封装的细胞免受宿主免疫反应和机械应力的影响[20]。此外，肿瘤微环境中的蛋白酶和酸性pH值会诱导MAP外壳的降解，从而在治疗的最后阶段释放NK细胞，使其能够直接与肿瘤细胞结合并增强抗癌效果。本研究系统评估了MAP外壳的生物相容性、生物降解性和转化可行性，以支持其在癌症免疫治疗中的应用。
因此，我们设想本文所述的MAP@NK MC系统可以构建出为NK细胞提供适宜水微环境的微胶囊，这对它们的增殖和细胞毒性功能至关重要。总体而言，我们认为这种基于蛋白质的粘附性微胶囊系统为NK细胞在持续、局部化的抗癌免疫治疗中的应用提供了新的途径（图1）。
