靶向清除肿瘤浸润调节性T细胞的免疫光热纳米药物及抗肿瘤研究

Tumour infiltrated regulatory T cells (Tregs), contribute primarily to the tumour immune-suppression，immune escape and the failure of cancer immunotherapy (CIT). On this basis, therapeutic methods to deplete Tregs’ or inhibit the function of Tregs were thought to be the most promising strategy to enhance the therapeutic effect of CIT. Although, traditional methods to deplete Tregs or inhibit the function of Tregs, such as systemic administration of CD25 specific antibody, have been proved to be the most promising strategy to enhance the therapeutic effect against tumors, the lethal side effect restricts their clinical application. In this project, we proposed a novel method of immuno-photothermal therapy (IPTT) to selectively deplete the tumour infiltrated Tregs by anti-CD39 antibody modified W18O49 NPs (WOAA NPs). CD39 is an integral membrane, constitutively expressed on the surface the CD4+ CD25+ Tregs, and recently thought to play a pivotal role in the tumour escape from immune surveillance. W18O49 NPs have been applied in the photothermal ablation of cancer cells because of their unique high light absorption efficacy in NIR-II region (1000-1500 nm). Compared with traditional PTT or immunotherapy alone, this IPTT method has several merits: (1) IPTT significantly reduces the administration dosage to eliminate the infiltrated Tregs, which accounts for relatively small percentage of cells in tumour; (2) Modest elevation of temperature in tumour lesion stimulates favorable immunity without suffering from promoted invasion and tumour metastasis generated by traditional PTT in cancer therapy (3) Activation of anti-tumour immunity and alleviation of tumour immune-suppressive microenvironment can be achieved simultaneously, resulting in long lasting immune surveillance. Collectively, we hope our strategy integrating intra-tumoural Tregs depletion and photo-thermo therapy (PTT) can play a vital role in cancer therapy.

瘤内浸润调节性T细胞（Tregs）是瘤内重要的免疫检查点，抑制了肿瘤免疫功能，是肿瘤免疫治疗失败的关键因素之一。因此，清除肿瘤内的Tregs或抑制其功能，是免疫检查点抑制技术用于肿瘤治疗的新策略。传统注射抗体的方法，不能选择性清除瘤内Tregs，会引起全身性免疫反应。本项目中，我们选择在第二红外窗口具有优异光热转换能力的W18O49纳米微粒，在其表面修饰肿瘤组织微环境敏感的PEG层以及靶向Tregs的CD39单抗；或者制备“集束炸弹”型W18O49-明胶复合纳米药物。这些材料可靶向聚集到肿瘤组织，在激光照射下，选择性清除瘤内Tregs，恢复机体的肿瘤免疫功能，达到治疗肿瘤的目的。本项目将纳米药物的靶向性，光热治疗的空间选择性，肿瘤的免疫治疗有机结合，建立清除瘤内浸润性Tregs的新型纳米光热免疫治疗体系，定点清除瘤内浸润的Tregs，恢复生物体的肿瘤免疫功能，为恶性肿瘤的治疗提供新思路。

瘤内浸润免疫抑制细胞，如调节性T细胞（Tregs）和髓性来源抑制细胞（MDSCs）,在肿瘤组织的富集和浸润会削弱以细胞毒性T细胞为代表的抗癌免疫反应，抑制了肿瘤免疫功能，是肿瘤免疫治疗失败的关键因素之一。因此，清除肿瘤内浸润免疫抑制细胞或抑制其功能，是免疫检查点抑制技术用于肿瘤治疗的新策略。本项目中，设计和制备了在第二红外窗口具有优异光热转换能力的氧化钨类纳米微粒，并在其表面分别修饰了可以靶向瘤内调节性T细胞和靶向肿瘤细胞的配体，研究了这两种体系在肿瘤治疗中的效果。.我们发现.（1）经靶向Tregs的CD39单抗修饰的W18O49纳米颗粒，注射 体内后，在肿瘤内能够和瘤内Tregs选择性的结合。经1024nm的激光照射后，产生光热效应，物理性的定点清除瘤内的Tregs。在不产生自身免疫疾病的同时，解除肿瘤免疫抑制，消除肿瘤。这一体系将纳米药物的靶向性，光热肿瘤热消除的定点选择性，肿瘤的免疫检查点抑制思想有机结合，建立了选择性清除瘤内浸润性Tregs的新型纳米光热免疫肿瘤治疗体系为恶性肿瘤的治疗提供一个新思路。.（2）我们基于血小板膜能够靶向识别肿瘤的特点及光敏剂Bi2WO6 (BW)兼具非氧依赖型光热疗以及放疗增敏的特色，构建了血小板膜包载纳米Bi2WO6的载药体系（PM-BW），解决BW瘤内渗透性差的问题，实现对于全瘤组织的增敏。通过光疗及增敏的放疗显著杀伤原发瘤，并且抑制MDSCs的肿瘤浸润，大大增强了系统性免疫相应，有效抑制肿瘤的复发和转移。这一技术，将能协同放大免疫性死亡所触发的获得性抗癌免疫反应，同时促进普通T细胞活化增值为效应T细胞（CTLs），有助于它们对肿瘤的浸润，有效杀伤原发瘤，并控制远端转移瘤的发展。. 本项目所发展的解除肿瘤免疫抑制的纳米药物，是目前肿瘤免疫治疗的一个热点方向。将纳米药物运用于消除肿瘤内部的免疫抑制细胞：调节性T细胞以及髓性来源抑制细胞，是本项目的重要发现。将上述项目和化疗、放疗等常规的肿瘤治疗手段结合，可以有效的克服目前临床肿瘤治疗疗效低、副作用大等缺点。