基于细胞源性微粒的靶向药物递送载体构建及其在肿瘤免疫治疗中的应用

Tumor immunotherapy has been the research hotspot in cancer research and great progresses have been made in clinical treatment of a variety of tumors in recent years. Immune-related adverse events (irAEs) with high incidence and unlimited lesions range are very often serious, even threaten the life of patients. It was reported that, irAEs was autoimmune response resulting from the nonspecific distribution of immunotherapy drugs in normal tissues. Therefore, the development of a reliable, bio-friendly and targeted monoclonal antibody delivery system with enhanced therapeutic outcomes and reduced irAEs is highly desirable. Cell derived-microparticles (MPs) are biogenic nano-sized (100-1000 nm) membrane-bound vesicles that targeted convey bioactive molecules between cells. Moreover, MPs have the advantages of superb biocompatibility and easy surface modification for enhanced targeting and in vivo tracing. Depending on the research experiences of the applicant in the field of MPs, the present project is aimed to launch the research on the generation of MNPs and aptamer functionalized MPs based nanocarrier for tumor immunotherapy. Furthermore, feasibility of functionalized nanocarrier in improving the therapeutic effectiveness while minimizing side effects will be evaluated. The successful accomplishment of present project will promote clinical translational research and application of MPs.

免疫治疗是目前肿瘤研究领域的热点之一，并已在多种肿瘤的临床治疗中取得了突破性进展。然而，免疫相关不良反应（immune-related adverse events，irAEs）发生率高、累及范围广，常危及生命。研究显示，irAEs是由于免疫治疗药物缺乏肿瘤靶向性，进入正常组织所引起的自身免疫反应。因此，提高免疫治疗药物肿瘤靶向性，减少其在正常组织内聚集，是目前预防irAEs发生的努力方向。细胞源性微粒是细胞通过膜出芽方式分泌的膜性小泡，具有天然的生物信息靶向传递属性，且生物安全性高。本项目拟依托申请人前期在细胞源性微粒纳米标记和功能化研究方面的工作基础，进一步结合磁性纳米颗粒和适配体修饰，构建基于细胞源性微粒的肿瘤靶向免疫治疗纳米载体，并评估其在提高免疫治疗药物疗效和降低毒副作用中的可行性。本研究的实施，有望对细胞源性微粒的临床转化研究产生重要影响。

免疫治疗是目前肿瘤研究领域的热点之一，并已在多种肿瘤的临床治疗中取得了突破性进展。然而，免疫相关不良反应发生率高、累及范围广，常危及生命。研究显示，免疫治疗的副作用是由于免疫治疗药物缺乏肿瘤靶向性，进入正常组织所引起的自身免疫反应。因此，提高免疫治疗药物肿瘤靶向性，减少其在正常组织内聚集，是目前预防免疫治疗副作用发生的努力方向。我们的前期研究显示，细胞外囊泡具有天然的肿瘤靶向性。在项目利用细胞外囊泡作为免疫治疗单抗的载体，以提高其肿瘤靶向性。我们首先利用膜磷脂替换的方法实现了细胞外囊泡的膜生物素化修饰，再与链霉亲和素结合，获得链霉亲和素修饰的细胞外囊泡，以特异性结合生物素修饰的核酸适配体和PD-L1单克隆抗体，制备得到具有肿瘤免疫治疗作用和较好肿瘤靶向性的多功能载体。体外细胞实验和动物实验结果验证了该多功能载体的肿瘤靶向性以及治疗的有效性。为了进一步探索何种细胞外囊泡更适合用于制备多功能载体，我们研究了不同亚型细胞外囊泡体内循环时间。我们开发了一种循环细胞外囊泡原位标记策略，实现了在体内对循环细胞外囊泡进行生物素标记，并以生物素为标签，结合表面标志分子对应的荧光抗体，揭示了不同亚型细胞外囊泡具有不同的代谢时间，其中红细胞来源的细胞外囊泡代谢时间最长。此外，我们还发现，自体来源的细胞外囊泡代谢时间长于同种异体来源的细胞外囊泡。肿瘤细胞分泌的细胞外囊泡会继承其母细胞的分子特征。为了解决口腔癌早期筛查的难题，我们开发了一种斜面芯片，结合磁场的作用可以将口腔癌细胞分泌的EpCAM阳性和口腔溃疡中炎症细胞分泌的CD45阳性的细胞外囊泡进行同步检测，可有效的鉴别早期口腔癌和口腔溃疡患者。