载抗PD-L1抗体的仿MSC外泌体光热纳米粒治疗直肠癌局部复发的研究

Local recurrence after radical resection of rectal cancer (LRRC) seriously affects the life of patients, but effective treatment of LRRC is still lacking. Although having the advantages of strong anti-tumor activity and high specificity, relatively low objective response rate and serious side effects induced by off-target effect are the main problems of the immune checkpoint blockade therapy. Therefore, designing a more rational and effective treatment strategy of LRRC has important research value and wide application prospects. In this project, using anti PD-L1 antibody atezolizumab(Ab) as a model drug, a biomimetic nano drug delivery system (MNC@MSC-EM-Ab ) is established by coating mesenchymal stem cells-exosomes membrane (MSC-EM) on multifunctional photothermal nanomaterials (MNC) to improve the photothermal therapeutic efficacy of LRRC and intratumoral delivery of Ab through the tumor homing characteristics of MSC-EM. Meanwhile, photothermal therapy can stimulate the immune response to enhance the destruction of Ab on the residual tumor tissues. The treatment strategy of LRRC and the construction of this biomimetic nanoparticle drug delivery system have not been reported. The project will provide research ideas and experimental methods for the treatment of LRRC and has important research significance and potential application prospect.

直肠癌根治术后的局部复发（LRRC）严重影响患者的生命健康，目前缺乏有效的治疗手段。免疫检查点阻断治疗虽然具有抗肿瘤效果强、特异性高的优点，但是存在有效率低及脱靶效应所导致的副作用，设计更为合理、有效的LRRC免疫治疗策略和方法具有重要的研究价值和应用前景。本项目以抗PD-L1抗体atezolizumab（Ab）为模型药物，采用间充质干细胞-外泌体膜（MSC-EM）包被可生物降解的多功能光热磁纳米簇（MNC），构建仿生纳米递药系统（MNC@MSC-EM-Ab），利用MSC-EM的肿瘤归巢特性，提高LRRC的光热治疗效果和Ab的瘤内递送；同时利用光热治疗激发免疫反应增强Ab对残留肿瘤组织的清除。该LRRC治疗策略及仿生纳米递药系统的构建模式目前尚未见报道。本研究的完成将为LRRC的治疗提供研究思路和实验方法，具有重要的研究意义和潜在的应用前景。

背景：直肠癌根治术后的局部复发（LRRC）严重影响患者生命，目前缺乏有效的治疗手段。免疫治疗虽具有效率高、特异性强优点，但存在有效率低及脱靶效应等问题限制了其临床应用。本项目以抗PD-L1抗体atezolizumab(Ab)为模型药物，采用具有间充质干细胞-外泌体膜（MSC-EM）包被可生物降解的多功能光热纳米材料 (MNC)，构建仿生纳米递药系统（MNC@MSC-EM），利用MSC-EM的肿瘤归巢特性，提高LRRC光热治疗的效果和Ab的瘤内递送效果；同时利用光热治疗激发免疫反应增强Ab对残留肿瘤组织杀灭及减少肿瘤转移。.方法：通过热还原反应合成多功能磁纳米簇MNC ，通过高速密度梯度离心提取间充质干细胞外泌体（MSC-Ex），低温超生法提取骨髓干细胞外泌体膜（MSC-EM）。通过挤压法将MSC-EM膜包被于MNC表面，通过反应将Ab连接于纳米粒的表面，成功制备仿MSC-Ex纳米递药系统（MNC@MSC-EM-Ab），并对其表征。在体外，通过CCK-8法评价材料的毒性，通过免疫荧光检测其诱导肿瘤细胞产生免疫原性细胞死亡的能力。在体内和对照组比，通过活体成像，药动学及肿瘤的大小，评价联合治疗的疗效及安全性。.结果：成功构建的MNC@MSC-EM-Ab 纳米粒，具有安全性、靶向性和光热增敏Ab。1.安全性好：在体外，细胞相对活性为84.7%，在体内，病理切片显示主要脏器未见明显损伤。2.靶向性强：纳米粒在24小时聚集于肿瘤部位；3.光热增敏Ab强，在体外，免疫荧光显示在光热治疗组，CRT外露及HMGB1不释放，在体内，MNC@MSC-EM-Ab+Laser组肿瘤的体积较对照组小78.86%。.结论：MNC@MSC-EM-Ab在体内外实验均有很好的安全性、靶向性及抗肿瘤疗效，该研究进一步证明我们的研究具有很好的临床运用前景。.