免疫療法是腫瘤治療領(lǐng)域的革命性進(jìn)展,腫瘤內(nèi)I型干擾素(IFN)的水平與包括結(jié)腸癌、黑色素瘤和三陰性乳腺癌等在內(nèi)的多種腫瘤預(yù)后密切相關(guān)。雖然目前臨床上可以通過注射重組人IFN提高其瘤內(nèi)水平,但其腫瘤靶向性差、療效低,易產(chǎn)生明顯的全身免疫毒性。而化療藥物、分子靶向藥物以及表觀遺傳藥物雖然也能在一定程度上誘導(dǎo)腫瘤內(nèi)IFN表達(dá),但由于特異性差,效果也不理想,特別是瘤內(nèi)IFN的上調(diào)會不可避免地誘導(dǎo)多種免疫檢查點(diǎn)分子表達(dá),促使腫瘤發(fā)生免疫逃逸進(jìn)而產(chǎn)生免疫耐受。因此,如何選擇性提高瘤內(nèi)IFN等免疫分子水平,并同時克服其誘導(dǎo)的免疫耐受,是腫瘤免疫治療領(lǐng)域亟待解決的重大科學(xué)問題。2021年9月27日,中國科學(xué)院上海藥物研究所李亞平課題組在 Nature Nanotechnology 期刊上發(fā)表了題為:
T lymphocyte membrane-decorated epigenetic nanoinducer of interferons for cancer immunotherapy
的研究論文。該研究通過工程化T淋巴細(xì)胞膜修飾干擾素表觀遺傳納米誘導(dǎo)劑改善腫瘤免疫治療,創(chuàng)造性地構(gòu)建了一種“精準(zhǔn)遞送+智能釋藥一體化”的仿生納米囊泡,揭示了該納米遞藥系統(tǒng)的作用機(jī)理,取得了腫瘤特異性干擾素誘導(dǎo)并同時克服免疫耐受的重大突破。針對上述臨床重大需求,上海藥物所研究員張鵬程和李亞平團(tuán)隊(duì)首先通過基因工程化技術(shù)構(gòu)建了高表達(dá)程序性死亡受體-1
(PD-1)
的T細(xì)胞,并獲得該工程化細(xì)胞的細(xì)胞膜囊;隨后又用其包裹負(fù)載賴氨酸特異性組蛋白去甲基化酶1
(LSD1)
抑制劑ORY-1001的白蛋白納米粒;最后,他們以還原敏感穿膜肽M70對其進(jìn)行表面修飾,獲得了表觀遺傳調(diào)控納米囊泡
(OPEN)
。圖:A. PD1過表達(dá)CTLL-2細(xì)胞的構(gòu)建和負(fù)載ORY-1001納米囊泡(OPEN)的制備。B. OPEN被腫瘤細(xì)胞PDL1識別并入胞,上調(diào)IFN表達(dá),增加腫瘤微環(huán)境內(nèi)T細(xì)胞浸潤并促進(jìn)細(xì)胞毒性T細(xì)胞(CTL)活化,同時阻斷PDL1介導(dǎo)的免疫逃逸。C. OPEN特異性靶向腫瘤,顯著上調(diào)瘤內(nèi)IFN表達(dá),促進(jìn)抗原遞呈,提高腫瘤中細(xì)胞毒性T細(xì)胞浸潤并有效解除ORY-1001造成的免疫抑制。D. OPEN顯著抑制乳腺癌和黑色素瘤的生長。
研究人員發(fā)現(xiàn),在靜脈注射后,OPEN能特異性靶向腫瘤,高效誘導(dǎo)瘤內(nèi)IFN分泌,上調(diào)腫瘤細(xì)胞PD-L1和主要組織相容性復(fù)合體-I
(MHC-I)
等的表達(dá),并進(jìn)一步促進(jìn)OPEN攝取,產(chǎn)生自增強(qiáng)效應(yīng),將瘤中細(xì)胞毒性T細(xì)胞浸潤增加了29倍,顯著降低ORY-1001的免疫副作用,在動物模型上有效抑制三陰性乳腺癌、黑色素瘤或結(jié)腸癌的生長。該研究開拓了“精準(zhǔn)遞送+智能釋藥一體化”技術(shù)調(diào)控表觀遺傳、克服免疫耐受、改善腫瘤免疫治療的新方向,為提高包括IFN在內(nèi)的兼具抗癌活性和促進(jìn)免疫逃逸的活性分子療效以及降低其免疫副作用提供了新思路。上海藥物所博士研究生翟藝慧和上海交通大學(xué)仁濟(jì)醫(yī)院博士研究生王金名為該論文共同第一作者,李亞平和張鵬程為共同通訊作者。該研究工作同時得到了國家自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會和山東省自然科學(xué)基金的支持。中國科學(xué)院院士、國家納米科學(xué)中心主任
趙宇亮
認(rèn)為,該研究成果首次報道了納米藥物遞釋系統(tǒng)
(NDDS)
運(yùn)載表觀遺傳藥物并與免疫療法相結(jié)合,克服免疫耐受,提高了表觀遺傳調(diào)控的特異性和免疫療法的效果,具有顯著的原創(chuàng)性和獨(dú)特性!成功解決了表觀遺傳藥物具有的兩面性難題,是采用NDDS提高癌癥免疫療法效果和安全性的一個里程碑式新進(jìn)展。”中國工程院院士
郝希山
表示,該研究首次將表觀遺傳藥物仿生納米化并與免疫療法相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)了表觀遺傳藥物的腫瘤靶向遞送和免疫檢查點(diǎn)阻斷效應(yīng),成功解決了表觀遺傳療法的特異性差和效果具有兩面性兩大關(guān)鍵難題,是表觀遺傳療法與免疫療法有效結(jié)合治療腫瘤的一個重大進(jìn)展。https://www.nature.com/articles/s41565-021-00972-7