安医大/合工大/中大最新AFM：胶体水凝胶可敏化微波消融诱导原位肿瘤疫苗和调节先天/适应性免疫治疗

微波消融（MWA）是一种用于治疗各种恶性肿瘤的临床热模式，是由极性分子在微波照射下的摩擦产生热量引发的。值得注意的是，MWA诱导的肿瘤细胞免疫原性细胞死亡（ICD）可以产生原位疫苗，该疫苗可以通过免疫疗法进一步增强以改变免疫细胞微环境。

从微波消融（MWA）诱导的原位肿瘤疫苗接种的最新进展中获得灵感，合肥工业大学查正宝教授、安徽医科大学王华教授和中山大学Fei Wang等人开发了一种包含两性明胶纳米颗粒和聚（丙烯酸）-碳酸钙纳米棒（PAA-CaCO₃ NRs）的胶体水凝胶，以递送微波敏感剂氟化钠（NaF），同时氟化钠也可以作为糖酵解抑制剂，与阻断T细胞Ig和ITIM结构域（TIGIT）结合，后者是一种由自然杀伤（NK）细胞和T细胞表达的共抑制受体。NaF与微波（MW）热动力学增敏相结合，有效逆转了酸性和免疫抑制性肿瘤微环境（TME）。此外，抗TIGIT单克隆抗体（aTIGIT）分子的掺入通过抵消NK和有效CD8+T细胞的耗竭来扩增先天和适应性免疫反应。这种增强导致更加优异的肿瘤消除和抑制肿瘤转移和复发的能力。因此，本研究强调了胶体水凝胶致敏MWA治疗与aTIGIT治疗相结合的潜力，有望作为原位癌症疫苗接种的一种有前途的临床策略。相关工作以“Colloidal Hydrogel for Sensitizing Microwave Ablation-Induced in Situ Tumor Vaccination and Modulating Innate and Adaptive Immunotherapy”为题发表在Advanced Functional Materials。

【文章要点】

由带相反电荷的纳米颗粒组成的胶体水凝胶表现出优越的机械和生物性能，有助于通过微创方法优化填充不规则形状的缺陷。与传统的单片凝胶相比，胶体水凝胶在纳米医学中具有明显的优势，因为它可以微调微米和纳米球构建块，并可避免使用细胞毒性胶凝/交联剂进行凝胶化。此外，由于内部极性离子的有效限制，胶体水凝胶将成为实现有效微波加热和治疗效果的有前途的候选者。另一方面，极性氟化钠（NaF）在振荡电磁辐射下会连续重定向，导致高微波加热效率。肿瘤细胞主要依靠糖酵解获得能量，糖酵解可以酸化周围环境，有利于免疫抑制肿瘤微环境（TME）的快速发展。因此，抑制肿瘤细胞中的糖酵解可能是激活抗肿瘤免疫、进一步抑制肿瘤生长和转移的一种很有前途的策略。最近的研究表明，NaF可以通过调节糖酵解代谢来对抗免疫逃避，有效逆转酸性TME，促进有效的肿瘤抑制，但由于其细胞毒性，其生物医学应用仍然有限。为此，在这项研究中，NaF被限制在由两性明胶纳米颗粒（Gela NPs）和聚（丙烯酸）-碳酸钙纳米棒（PAA-CaCO₃ NRs）组成的胶体水凝胶中，不仅可以增强MWA的功效，还可以缓解MWA治疗后TME内的代谢竞争，并减少其对周围组织的副作用（图1）。

图1 Gela/PAA-CaCO₃/NaF

由于CaCO₃ NRs可在酸性TME微环境中的快速降解，因此凭借NaF对肿瘤细胞糖酵解活性的抑制和CaCO₃ NRs的中和作用，所获得的Gela/PAA-CaCO₃/NaF水凝胶将表现出良好的生物安全性和对酸性TME微观环境的调节能力，有利于消除免疫细胞活化的代谢屏障。MWA通过将原发性肿瘤转化为抗原产生原位疫苗，从而增强先天和适应性免疫激活。这种自组装的胶体Gela/PAA-CaCO₃/NaF水凝胶，结合通过全身aTIGIT给药阻断检查点受体TIGIT与CD155的相互作用，有望成为微波驱动的免疫治疗增强剂，具有支持临床MWA治疗的巨大潜力（图2）。

图2 抗肿瘤治疗示意图

原文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202403118