ACS Nano：广州医科大学李仕颖/余睿合作构建嵌合肽工程化学计量多药增强细胞毒性T细胞反应诱导强大的抗肿瘤免疫治疗效果

肿瘤特异性细胞毒性T细胞免疫严重依赖于有效的抗原呈递和持续的信号转导。然而，这种免疫反应经常受到乳腺癌固有的低免疫原性和主要组织相容性复合物I类（MHC-I）表达缺陷的影响。

2024年12月28日，广州医科大学李仕颖、余睿共同通讯在ACS Nano 在线发表题为“Chimeric Peptide-Engineered Polyprodrug Enhances Cytotoxic T Cell Response by Inducing Immunogenic Cell Death and Upregulating Major Histocompatibility Complex Class I”的研究论文。该研究制备了一种嵌合肽工程化学计量多原药（PDPP）以增强细胞毒性T细胞反应，其特点是高载药量和精确的化学计量药物比例，其中免疫原性细胞死亡（ICD）诱导剂原卟啉IX（PpIX）和表观遗传药物地西他滨（DAC）被组装成PpIX-DAC多原药。

随后，将程序性死亡配体1（PD-L1）靶向肽序列（CVRARTR）偶联到DSPE-PEG₂₀₀₀-Mal上，用于封装PpIX-DAC，从而增强乳腺癌靶向药物递送。PDPP通过光动力疗法（PDT）发挥其抗肿瘤作用，消融乳腺癌细胞，同时诱导损伤相关分子模式（DAMP）的释放以提高肿瘤免疫原性。此外，PDPP可以通过表观遗传调节上调MHC-I表达，协同增强细胞毒性T细胞反应和PD-L1阻断。简而言之，PDPP诱导强大的抗肿瘤T细胞免疫，从而有效根除原发性和转移性乳腺癌，推动了化学计量纳米医学的临床转化。

乳腺癌的特点是免疫原性低，表现为肿瘤新抗原负荷最小，缺乏肿瘤浸润性T淋巴细胞。尽管细胞毒性T细胞免疫疗法在各种恶性肿瘤中取得了成功，但其在乳腺癌中的疗效仍然有限，对增强免疫反应构成了重大挑战。近期研究强调，常规治疗策略可以诱导免疫原性细胞死亡（ICD），释放损伤相关分子模式（DAMP），产生原位新抗原，增强肿瘤免疫原性。

其中，光动力疗法（PDT）在光敏剂存在下将光能转化为活性氧（ROS），具有低侵入性、时空可控性和耐药风险最小等优点。脂质通过PDT的氧化损伤将有效破坏肿瘤细胞的完整性，导致细胞内炎症信号的急性释放以启动ICD。然而，PDT的长期应用并未表现出明显的全身抗肿瘤免疫反应。抗原呈递是激活肿瘤特异性细胞毒性T细胞免疫的关键步骤，但由于缺乏主要组织相容性复合体I类（MHC-I）分子，乳腺癌细胞在此过程中往往存在缺陷。因此，迫切需要探索调节MHC-I的策略，并研究PDT联合MHC-I上调增强乳腺癌免疫反应的潜力。

MHC-I在呈递肿瘤相关抗原以激活肿瘤特异性细胞毒性T细胞中起关键作用，主要在转录水平上调节其表达。研究表明，表观遗传药物可以调节抗原呈递途径，从而增强新抗原缺陷型肿瘤的免疫反应。其中，地西他滨（DAC）是FDA批准的DNA甲基转移酶抑制剂（DNMTi），通过上调关键免疫抑制基因，在对抗各种实体瘤方面显示出应用前景。然而，未充分探索DAC在表观遗传调节和免疫重编程方面的潜力。同时，DAC的低生物利用度进一步限制了其免疫调节作用，也可能导致潜在副作用。传统上，将分子药物掺入纳米颗粒系统可延长循环时间并提高生物利用度，但药物负载能力低、药物过早泄漏等问题阻碍了传统纳米药物的有效性。由于药物的物理化学性质不同，在纳米药物中实现对药物负载率的精确控制具有挑战性，需要优化联合治疗的协同药理作用。因此，开发具有化学计量药物比例的纳米药物对于评估其在乳腺癌治疗中的协同免疫作用至关重要。

图1 PDPP激活细胞毒性T细胞用于乳腺癌免疫治疗的作用机制示意图（摘自ACS Nano ）

考虑到上述情况，该研究开发了一种嵌合肽工程化学计量多原药（PDPP），通过诱导ICD和上调MHC-I来增强细胞毒性T细胞免疫。其中，将ICD诱导剂原卟啉IX（PpIX）和表观遗传药物DAC组装成高载药率的化学计量多原药（PpIX-DAC），随后用DSPE-PEG₂₀₀₀-Mal封装，并在DSPE-PEG₂₀₀₀-Mal上偶联靶向肽序列（CVRARTR）的程序性死亡配体1（PD-L1）。

得益于PD-L1的靶向特性，PDPP实现了乳腺癌细胞的靶向药物递送。值得注意的是，PDPP利用PDT根除乳腺癌细胞，同时触发ICD效应释放DAMP，从而增强肿瘤免疫原性。PDPP表观遗传重编程乳腺癌细胞以提高MHC-I表达，从而与PD-L1阻断协同作用增强细胞毒性T细胞反应。体外和体内研究均显示出PDPP的级联免疫调节功效，证明了其有效靶向和破坏原发性和转移性乳腺癌的能力，且无明显副作用。该研究阐明了增强细胞毒性T细胞反应的复杂机制，推动了化学计量纳米药物的临床开发。

参考消息：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.4c12197