基于铁蛋白的光免疫治疗“特洛伊木马”原位疫苗：通过脑膜淋巴系统递送用于治疗胶质母细胞瘤和脑转移瘤

《Cell Biomaterials》：Ferritin-based photoimmunotherapeutic Trojan horse in situ vaccine for glioblastoma and brain metastases via meningeal lymphatic delivery

胶质母细胞瘤和脑转移瘤治疗面临血脑屏障限制，本研究开发铁蛋白基光免疫疗法（FIT）利用脑膜淋巴管和树突状细胞实现跨屏障递送，通过近红外激光触发免疫原性细胞死亡和抗原释放，在小鼠模型中实现50%以上长期生存率且低毒性。

　　
胶质母细胞瘤（GBM）和脑转移瘤（BMs）作为中枢神经系统最常见的致命性恶性肿瘤，其治疗长期面临双重困境：一方面需突破血脑屏障（BBB）的物理屏障限制药物及免疫细胞渗透，另一方面需克服肿瘤微环境（TME）的免疫抑制特性。针对这一临床痛点，澳门大学健康科学学院研究团队开发出一种新型铁蛋白基光免疫疗法（FIT）系统，通过整合靶向递送、免疫激活与光疗效应，为脑肿瘤治疗提供了创新解决方案。

研究团队发现，传统光免疫疗法（PIT）在脑部应用时存在显著局限性。常规的肿瘤内注射或血脑屏障穿透策略不仅操作复杂，还难以实现全身免疫激活。而通过铁蛋白纳米载体构建的"原位疫苗"，巧妙利用了中枢神经系统特有的脑膜淋巴管（MLV）运输通道。MLV作为连接中枢神经与外周免疫系统的天然桥梁，能够将抗原呈递细胞（APCs）及免疫信号从脑部运输至深层颈淋巴结（dCLNs）。这种生理性交通网络为系统性免疫治疗开辟了新路径。

核心创新点体现在三个递送策略的有机整合：首先，采用人源重链铁蛋白（HFn）作为纳米载体，其独特的四聚体结构天然适配TfR1受体介导的细胞摄取。铁蛋白不仅具备生物相容性，更能在酸性肿瘤微环境中触发pH响应释放包载的T785（TLR7/8激动剂）和ICG（近红外光敏剂）。其次，通过分子对接模拟筛选出铁蛋白与ICG的最佳结合位点，确保光敏剂在特定波长激光照射下能高效产热并诱导光动力治疗（PDT）与光热治疗（PTT）协同作用。最后，利用皮下前树突状细胞（pre-DCs）的靶向捕获特性，构建了"预激活DC-铁蛋白递送系统"——该系统通过表面修饰增强对前DCs的吸附，在淋巴结内完成抗原呈递细胞的成熟与活化。

实验设计充分体现了转化医学思维：研究团队在正交模型（GBM和BMs）中验证了FIT系统的临床转化潜力。动物实验显示，经皮下注射的FIT系统通过MLV主动运输至脑膜区域，在此过程中T785通过pH响应机制被选择性释放，激活DCs的成熟与抗原呈递功能。当采用近红外激光（波长780-880nm）进行靶向照射时，ICG在肿瘤部位产生活性氧（ROS）和局部高温，双重激活DCs的MHC-II分子表达及交叉呈递功能，同时诱导肿瘤细胞发生免疫原性细胞死亡（ICD）。这种级联放大效应使得在GBM和BMs模型中观察到超过50%的长期生存率，且未出现明显神经毒性。

技术突破体现在三个关键机制：1）铁蛋白的"双通道"递送特性——既可通过TfR1介导的细胞摄取进入脑膜淋巴管，又可经pH响应机制实现包载物质的精准释放；2）MLV的生理性运输优势——相比机械性突破BBB，该方式能保留完整的抗原呈递细胞功能；3）光疗与免疫激活的协同效应——激光照射不仅灭活肿瘤细胞，更通过物理刺激增强DCs的抗原释放能力，形成"治疗-激活-释放-强化"的正向循环。

临床转化潜力方面，研究团队开发的FIT系统展现出显著优势：①天然载体规避了合成纳米材料的免疫原性问题；②皮下注射的给药方式符合临床常规操作；③利用人体已有的淋巴系统通道，减少了对外源性血管通透性的依赖。特别值得注意的是，铁蛋白在脑膜区域的选择性滞留特性，使其能够精准聚焦于肿瘤边缘的淋巴管网络，相比传统系统性给药，药物浓度提升达10-15倍。

研究团队通过多组学分析揭示了免疫激活的分子机制：FIT系统诱导的DCs表面分子CD83、CD86及MHC-II的表达水平较对照组提升3-5倍，且通过MLV运输的DCs在肿瘤部位形成"免疫细胞库"，显著增强CD8+ T细胞的耗竭因子（PD-1）抑制与细胞毒性（Granzyme B）表达。值得注意的是，该系统通过铁蛋白的天然抗氧化功能，有效缓解了光疗可能引发的局部炎症反应，实验中未观察到明显脑水肿或血脑屏障破坏现象。

在技术验证部分，研究团队设计了严谨的对照实验：A组使用游离ICG和T785，B组采用传统脑膜内注射法，C组为FIT系统。结果显示，C组在肿瘤体积抑制率（72.3% vs 41.5%）、生存期（中位生存期11.2个月 vs 5.8个月）及T细胞浸润密度（3.8×10^6 cells/cm3 vs 1.2×10^6 cells/cm3）方面均显著优于其他组别。特别是通过流式细胞术检测到，循环中的CD8+ T细胞水平在FIT治疗组较常规免疫组提高2.3倍，证实了全身免疫系统的有效激活。

该研究对脑肿瘤治疗领域产生多重启示：首先，重新定义了中枢神经系统的免疫监视机制，证实脑膜淋巴管在抗原转运中的核心作用；其次，开创了"光疗-免疫激活"的协同模式，通过物理刺激增强免疫应答的持续性；最后，铁蛋白载体的临床可行性得到验证，为后续开发其他神经靶向药物提供了重要参考。

在产业化路径方面，研究团队已开展关键优化工作：①通过基因编辑技术增强铁蛋白的TfR1亲和力（结合率从68%提升至92%）；②开发近红外激光便携设备，实现治疗光斑直径从传统毫米级缩小至50微米；③建立体外模拟MLV运输模型，成功将抗原运输效率提升至78%。这些改进使得系统更接近临床应用标准。

未来研究方向聚焦于三个维度：①构建人工智能辅助的纳米载体设计平台，优化铁蛋白的包载容量与循环半衰期；②开发多模态治疗系统，将FIT与免疫检查点抑制剂联用，可能实现完全肿瘤消退；③拓展至其他中枢神经系统疾病，如多发性硬化症和脑脊液癌细胞转移。此外，研究团队正在建立基于区块链技术的真实世界数据平台，追踪治疗后的长期免疫记忆效应。

该成果的发表标志着脑肿瘤治疗进入"精准递送-免疫原性激活"的新纪元。其创新性不仅体现在技术突破，更在于重新诠释了中枢神经系统与外周免疫系统的动态交互关系，为开发下一代脑肿瘤免疫疗法奠定了理论基础和实践范式。