负载ICG和MPLA的金纳米笼控释系统用于光热/光动力联合免疫治疗黑素瘤

It has been proved that the whole tumor cell vaccine of melanoma can more effectively activate the anti-tumor immune effect than the tumor specific antigen vaccine. However, the preparation process of the whole tumor antigen vaccine is too complex. Our previous findings demonstrated that photothermal/photodynamic therapy can kill the in situ melanoma and release the melanoma total cell antigens in a simple and noninvasive way. Based on these results, we speculated that the released whole tumor antigen can serve as the whole melanoma antigen vaccine using in the treatment of melanoma. To further verify our speculation, the thermosensitive liposomes loaded photosensitizer (ICG) and the immune adjuvant (MPLA) was prepared. The thermosensitive controlled release system was prepared by coating thermosensitive liposomes outside the gold nanocage. ICG and gold nanocage response on the near infrared light to produce the photothermal/photodynamic effects. The photothermal/photodynamic effects can kill the melanoma cells directly and release the total antigen of melanoma cell. These antigens are taken up by dendritic cells with the aid of MPLA, and then activate the immune system to inhibit the metastasis of melanoma and prevent recurrence of melanoma. Confocal microscopy, flow cytometry, live animal imaging and immunohistochemistry were used to study the efficacy of photothermal/photodynamic therapy combined with immunotherapy for melanoma. The immunological mechanism of photothermal/photodynamic therapy for melanoma was elucidated. The successful implementation of this project will provide a new thought for the treatment of melanoma.

研究证实黑素瘤全细胞疫苗能够有效地活化机体抗肿瘤免疫效应，而且其疗效比特异性抗原疫苗更好，但是目前此全细胞疫苗的制备过程复杂。我们的前期研究发现光热/光动力治疗能够杀伤原位黑素瘤细胞，同时释放出黑素瘤全细胞抗原。我们推测上述黑素瘤全细胞抗原可以作为全细胞疫苗，在免疫佐剂的辅助下用于黑素瘤的免疫治疗。本研究拟将负载光敏剂ICG和免疫佐剂MPLA的温敏脂质体包覆在金纳米笼外层，制备出温敏控释载药系统。ICG和金纳米笼对近红外光响应产生的光热/光动力作用能够直接杀伤黑素瘤细胞，同时释放出黑素瘤全细胞抗原；这些抗原在MPLA的辅助下活化机体免疫系统，进一步抑制黑素瘤的转移及预防黑素瘤的复发。本研究采用共聚焦显微镜、流式细胞术、小动物活体成像、免疫组化等方法，研究光热/光动力联合免疫治疗黑素瘤的疗效，阐明了光热/光动力用于黑素瘤治疗的免疫学机制，本项目的顺利实施将为黑素瘤的治疗提供新的思路。

黑素瘤是一种恶性程度很高的皮肤肿瘤，体内转移发生得比较早，通常的治疗方法疗效不佳。肿瘤免疫治疗通过活化机体自身免疫系统杀伤肿瘤，近年来纳米技术的发展，新的纳米材料在黑素瘤免疫治疗中的应用为我们提供了新的思路。纳米材料能够使抗原肽在胞浆中缓慢、持续地释放，在体内产生更为持久的针对黑素瘤细胞的免疫效应。然而由于肿瘤的复杂性，单一的免疫治疗很难使肿瘤消退，联合治疗是必然的趋势。. 热疗是通过高温杀伤肿瘤细胞的方法，有一定的临床效果。近年来，研究人员发现各种金纳米材料在近红外区都有很好的等离子共振吸收，它们能将NIR的光能转换成热能产生高温，进而杀伤肿瘤。但是，纳米粒子介导的光热治疗主要用于原发黑素瘤的局部治疗，而在转移性黑素瘤的控制上作用甚微。. 理想的黑素瘤治疗应该不仅能够清除原发肿瘤而且能够介导系统的抗黑素瘤免疫，以控制黑素瘤的转移并最终实现肿瘤消退。光热和免疫联合治疗是很好的选择。我们设计制备了Lipos-AuNCs载体，并通过将MPLA插入脂质体来负载MPLA。MPLA能够特异性地激活TLR4信号通路，加强DCs对抗原肽的摄取，促进DCs的成熟，以加强抗肿瘤及抗病毒的适应性免疫反应，同时增强体液免疫反应。正常情况下，黑素瘤细胞不能有效地表达激活机体免疫系统所需的各种黑素瘤抗原肽。Lipos-AuNC-ICG-MPLA纳米载药系统在NIR的激发下能够产生光热光动力效应。光热光动力效应能够在杀伤黑素瘤细胞同时使黑素瘤细胞释放出肿瘤抗原，这些肿瘤抗原在免疫佐剂的协同作用下能够激活机体免疫系统活化抗原特异性CTL，进一步杀伤原位及转移的黑素瘤细胞。本研究结果显示Lipos-AuNC-ICG-MPLA纳米载药系统在体内能够更好的靶向肿瘤组织；在NIR的激发下能够产生光热光动力效应杀伤局部原位肿瘤；同时激活体内CD8+,CD107+ T淋巴细胞杀伤体内转移瘤。因此，金纳米笼除了具有载体的作用外还能够实现光热/光动力/免疫联合治疗，为今后黑素瘤的治疗提供了新的思路。