聚合物纳米颗粒

聚合物纳米颗粒在黑素瘤免疫治疗中已被广泛地研究。其中，聚乳酸-羟基乙酸（poly（lactic-co-glycolic acid），PLGA）纳米颗粒具有良好的安全性、易合成性和适应性等优势，已成为药物传递和免疫治疗的重要材料。而且，PLGA纳米颗粒易于结合或修饰药物、细胞因子、抗体和其他免疫调节剂等，因此产生了一系列基于PLGA纳米颗粒的肿瘤免疫治疗策略。

PLGA纳米颗粒通过包覆抗原来形成肿瘤疫苗，可提高抗原的呈递效率，保护药物分子不被降解。例如，Sasada等采用PLGA纳米颗粒经皮共递送黑素瘤特异性抗原肽（TRP2和GP100）和弗氏完全佐剂（Freund's complete adjuvant，FCA），可在黑素瘤荷瘤小鼠体内诱导强效的CTLs反应。包覆模式抗原卵清蛋白（ovalbumin，OVA）、免疫佐剂聚肌胞苷酸（polyinosinic：polycytidylic acid，poly（I：C））和瑞喹莫德（TLR7/8激动剂，R848）的PEG修饰的PLGA纳米颗粒，可触发核内体的TLRs，并诱导表达OVA的黑素瘤小鼠产生有效的抗肿瘤免疫反应。PLGA纳米颗粒可包覆小分子抑制剂来实现对黑素瘤的免疫治疗。例如，Lavasanifar等在2010年采用PLGA纳米颗粒将STAT3的小分子抑制剂JSI-124递送到肿瘤和免疫抑制的DCs，在体外通过JSI-124在肿瘤细胞和免疫抑制的DCs中调节抗黑素瘤免疫响应。PLGA纳米颗粒共同递送抗癌药物紫杉醇（paclitaxel，PTX）和免疫刺激剂脂多糖的无毒衍生物（SP-LPS），实现化疗和免疫治疗的联用，从而增强其体外对黑素瘤细胞的杀伤效应。此外，包覆TLR7/8激动剂的PLGA纳米颗粒使DCs通过MHC-Ⅰ过程来增强共刺激分子的表达和抗原的呈递，在黑素瘤模型中具有显著的黑素瘤预防和治疗效果。PLGA纳米颗粒还可用于递送免疫检查点抑制剂。例如，Wang等采用PLGA纳米颗粒共同递送aPD-1和抗OX40（一种刺激性抗体来激活成本化受体），其在两种黑素瘤模型中均有明显的黑素瘤治疗效果。2017年，Goldberg等开发了aPD-1修饰的PLGA纳米颗粒来靶向T细胞，并同时释放R848和SD-208（转化生长因子-β（TGF-β）受体抑制剂），以打破TGF-p的免疫抑制作用，从而增强其抗肿瘤反应。此外，PLGA纳米颗粒还可用于调控肿瘤相关巨噬细胞（tumorassociated macrophages，TAMs），从而激活机体抗肿瘤免疫。例如，2018年，Chen等利用PLGA纳米颗粒来递送活性氧（reactive oxygen species，ROS）生成物，使TAMs向M1表型极化，随后招募协调CTLs，从而有效地抑制肿瘤的发展，并在一定程度上预防肿瘤的复发。

另外，利用PLGA纳米颗粒可实现肿瘤免疫治疗，与化疗、光热治疗、光动力治疗、放射治疗等肿瘤治疗策略联合，从而实现对黑素瘤的有效治疗。一些研究小组将光热转换材料加入PLGA纳米颗粒中，以实现光热治疗（photothermal therapy，PTT）和免疫治疗的联合应用，并进一步联合免疫检查点抑制剂建立黑素瘤的光热免疫协同治疗。2018年，You等报道了一种结合PD-1阻断剂和光热消融治疗黑素瘤的策略，构建了aPD-1和中空金纳米壳共包覆的PLGA纳米颗粒。研究结果表明，该复合纳米颗粒具有较强的抗肿瘤效应，可消除大部分原发肿瘤，并能显著抑制远端未治疗的原发肿瘤的生长。Yang等在2019年构建了具有核壳结构的PLGA纳米颗粒，以aPD-1和全氟戊烷（perfluorinated pentane，PFP）液体作为核，以PLGA作为壳层，其中PLGA纳米颗粒的表面用聚乙二醇（poly（ethylene glycol），PEG）和gly-argy-asp-ser（GRGDS）肽进行修饰，并在PLGA纳米颗粒的壳中包覆氧化铁纳米颗粒。该杂化纳米颗粒表现出了优异的黑素瘤光热免疫协同治疗效果。2018年，Kim等设计了一种层层杂化的PLGA纳米颗粒，该纳米颗粒通过封装红外染料IR-780碘化物和化疗药物伊马替尼，实现黑素瘤的协同PTT和光动力治疗（photodynamic therapy，PDT）。该纳米颗粒产生的热效应和ROS，能有效地杀伤黑素瘤细胞并下调肿瘤内调节性T细胞（regulatory cell，Treg）的功能。2017年，Wang等报道了一种肿瘤放疗与免疫治疗协同应用的策略：首先对肿瘤进行放疗，随后用PLGA纳米颗粒选择性地捕获肿瘤抗原，以供DCs呈递，从而激活机体抗原特异性抗肿瘤反应（图7-3）。放疗与免疫检查点抑制剂抗程序性细胞死亡蛋白1（anti-programmed cell death protein 1，aPD-1）的协同应用，可实现显著的远端肿瘤的消融。(https://www.daowen.com)

图7-3　利用抗原捕获纳米颗粒提高肿瘤免疫治疗效果的示意图
Figure 7-3　Schematic depiction of utilizing of antigen-capture nanoparticles（AC-NPs）to improve cancer immunotherapy

然而，PLGA的降解产物是酸性的，这可能会降低所封装药物的稳定性并在与其邻近的组织产生轻微炎症。除了PLGA纳米颗粒外，还有许多其他的聚合物纳米颗粒已被用于免疫治疗，如聚丙烯硫化物（polypropylene sulfide，PPS）纳米颗粒、聚丙烯聚乙二醇（polypropylene poly（ethylene glycol），PPG）纳米颗粒、聚己内酯（polycaprolactone，PCL）纳米颗粒等。PPS是一种机械强度良好的有机热塑性材料，易被活性氧（reactive oxygen species，ROS）降解，可用于药物递送领域。Hubbell等制备的粒径为30 nm的PPS纳米颗粒可有效地靶向淋巴结中的DCs（CD11c+），从而在肿瘤引流淋巴结内累积。同时，共包覆黑素瘤抗原和免疫佐剂CpG寡脱氧核苷酸（CpG oligonucleotide，CpG ODN）或紫杉醇的PPS纳米颗粒，可增加肿瘤内抗原特异性CD8+T细胞，从而刺激有效的抗肿瘤免疫响应，抑制黑素瘤的生长。Florindo等构建了甘露糖功能化脂肪族聚醚基纳米颗粒，实现了黑素瘤相关抗原、TLR配体poly（I：C）和CpG ODN的共载；该纳米颗粒可用于靶向抗原呈递细胞，可有效增强Th1免疫反应，在治疗和预防模型中可有效地抑制黑素瘤的生长。