外膜囊泡(OMVs)作为肿瘤免疫治疗的新平台,具有细菌疫苗、佐剂和药物递送载体的多重功能
[[1], [2], [3], [4]。其内在的佐剂特性源于富含多种病原体相关分子模式(PAMPs),如脂多糖(LPS)、鞭毛蛋白和肽聚糖
[5],这些成分有助于高效呈递抗原并强烈激活宿主免疫反应。此外,OMVs具有优异的生物相容性、高药物装载能力和易于表面修饰的特点,使其成为靶向递送的理想载体
[6]。合成生物学的进步进一步拓展了OMVs的功能范围,使得可以对原始细菌进行基因工程改造
[[7], [8], [9], [10], [11]。工程化的OMVs能够自主合成和释放治疗性物质,保持药物活性,简化制备流程,降低生产成本,并克服天然囊泡的诸多局限性
[6, 12]。有效的肿瘤免疫治疗需要持续供应肿瘤抗原以维持免疫反应
[13]。光热疗法(PTT)作为一种非侵入性和可控的方法,通过光敏剂将近红外光转化为局部热量,从而损伤肿瘤细胞
[[14], [15], [16], [17], [18], [19]。除了直接杀伤肿瘤细胞外,PTT还能促进肿瘤相关抗原的释放并触发免疫原性细胞死亡(ICD),进而增强抗肿瘤免疫反应
[[20], [21], [22]。将OMVs与PTT结合使用可增强全身免疫反应,抑制原发肿瘤和转移灶,并降低复发风险
[[23], [24], [25]。然而,这种双策略仍受OMVs在体内快速被巨噬细胞清除以及非特异性加热可能损伤周围健康组织的限制。
为解决这些问题,提升OMVs的靶向能力至关重要。一种有前景的方法是将生物正交点击化学与代谢糖工程相结合,实现精确的体内靶向[26, 27。生物正交反应在复杂生物环境中快速且选择性地进行,不会干扰天然生化过程[28], [29], [30],使OMVs能够与肿瘤细胞表面的特定基团发生反应[31, 32。代谢糖工程通过将人工糖类(如N-叠氮乙酰甘露胺(Ac?ManNAz)引入细胞糖链合成,使肿瘤细胞表面显示N?基团[33], [34], [35]。随后给予DBCO修饰的OMVs,可引发DBCO与N?之间的生物正交反应,实现OMVs在肿瘤部位的选择性积累,规避了传统配体-受体对的局限性[36, 37。基于这些原理,我们设计了OMV-mIL2-ICG-DBCO这一多功能纳米载体,整合了免疫刺激、光热疗法和生物正交靶向功能,以增强抗肿瘤免疫。白细胞介素-2(IL-2)是美国食品药品监督管理局(FDA)批准用于癌症免疫治疗的第一个细胞因子,以其增强抗肿瘤免疫反应的能力而闻名[38。我们利用合成生物学技术改造OMVs,使其能够自主合成并释放小鼠IL-2(mIL2),促进肿瘤浸润T细胞的增殖和激活。这些OMVs还作为光敏剂吲哚菁绿(ICG)的载体,在近红外(NIR)照射下产生局部热效应,触发ICD并促进肿瘤相关抗原的释放。此外,叠氮化物功能化的糖前体(如Ac?ManNAz)用于在肿瘤细胞表面引入N?基团,使DBCO修饰的OMVs通过生物正交点击化学特异性结合到肿瘤细胞上(图1)。综上所述,OMV-mIL2-ICG-DBCO系统结合了细胞因子递送、光热诱导的肿瘤消融和精确的生物正交靶向,有效增强了抗肿瘤免疫反应。