基于黑磷的光热疗法突破癌相关成纤维细胞屏障及靶向肿瘤相关巨噬细胞以增强三阴性乳腺癌抗PD-L1免疫治疗

《Interdisciplinary Medicine》：Black phosphorus-based photothermal disruption of cancer-associated fibroblast barriers and tumor-associated macrophage targeting to enhance anti-PD-L1 immunotherapy in triple-negative breast cancer

　　

三阴性乳腺癌（TNBC）因高复发转移风险及有限的免疫治疗响应仍是临床难题。肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）通过分泌C-X-C基序配体1（CXCL1）参与肿瘤微环境（TME）免疫抑制，但其靶向受药物递送效率低及癌相关成纤维细胞（CAFs）物理屏障限制。针对此，研究人员开发了靶向TAM的黑磷纳米体系（αM2-BP-BHS，简称MBB），负载宝藿苷I（BHS，一种已知的TAM极化及CXCL1分泌抑制剂）。体外与体内研究表明，MBB在808 nm近红外（NIR）照射下可通过光热激活高效靶向TAM并穿透CAF屏障，显著增强BHS介导的TAM/CXCL1信号抑制。此外，MBB介导的光热治疗（PTT）提升了记忆T细胞群比例、CD8+T细胞浸润及细胞毒性细胞因子表达。与抗PD-L1治疗联用时，MBB协同抑制TNBC进展与转移，同时建立持久抗癌免疫以预防复发。值得注意的是，MBB生物相容性优异且脱靶效应极低，凸显其作为BHS精准递送平台的潜力。该研究结果强调，MBB通过同时克服基质耐药性与重编程免疫抑制性TME，成为增强TNBC免疫治疗前景广阔的佐剂。

本研究发表于《Interdisciplinary Medicine》，聚焦三阴性乳腺癌（TNBC）免疫治疗响应低的核心瓶颈——肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）介导的免疫抑制与癌相关成纤维细胞（CAFs）形成的物理屏障。现有TNBC治疗手段中，化疗病理完全缓解率仅30%，免疫检查点抑制剂（ICIs）联合化疗虽可提升至70%以上，但长期生存获益仍有限，其关键限制因素包括TAMs高表达PD-L1并分泌C-X-C基序配体1（CXCL1）招募髓系来源的抑制细胞（MDSCs）和调节性T细胞（Tregs）、CAFs分泌细胞外基质（ECM）阻碍药物与CD8⁺T细胞浸润，以及天然药物宝藿苷I（BHS）水溶性差、靶向性不足、难以穿透肿瘤屏障等问题。针对上述挑战，研究人员构建了一种靶向TAM的黑磷（BP）纳米体系αM2-BP-BHS（MBB），通过近红外（NIR）光热治疗（PTT）同步实现CAF屏障突破、TAM靶向调控与抗PD-L1疗效增强。

关键技术方法方面，研究采用液相剥离法制备BP纳米片，通过共价键偶联TAM靶向肽（αM2肽，靶向CD206与CSF1R受体）并负载BHS，合成MBB纳米复合物；采用透射电子显微镜（TEM）、原子力显微镜（AFM）及X射线光电子能谱（XPS）等进行理化表征；构建3T3成纤维细胞屏障模型与4T1/TAM/3T3三维肿瘤球模型评估体外穿透与免疫调控效应；建立BALB/c小鼠原位TNBC模型、双侧肿瘤模型、术后复发模型及人源肿瘤异种移植（PDX）模型验证体内疗效；通过流式细胞术、酶联免疫吸附实验（ELISA）、免疫荧光及RNA测序分析肿瘤微环境变化与分子机制；采用血液生化分析与组织病理学检查评估生物相容性。

研究结果部分，首先通过理化表征证实MBB为100-300 nm的纳米颗粒，αM2与BHS成功修饰于BP表面，在水溶液中稳定性良好，808 nm NIR照射下光热性能稳定且BHS释放显著增强。其次，体外成纤维细胞屏障穿透实验显示，0.8 W/cm²NIR照射10分钟可下调紧密连接蛋白Claudin-5与纤连蛋白表达，促进MBB穿透屏障层并递送BHS至下层。第三，细胞摄取与免疫调控实验表明，MBB通过网格蛋白与窖蛋白介导的内吞途径特异性靶向TAMs，主要定位于溶酶体，显著抑制TAM的M2极化及CXCL1分泌，且在穿透成纤维细胞屏障后仍可有效作用于下层TAMs。第四，三维肿瘤球实验证实，NIR激活的MBB可降低球内TAM极化水平与CXCL1分泌，破坏CAF屏障并促进CD8⁺T细胞浸润，显著抑制肿瘤球形成与生长。第五，体内生物分布实验显示，αM2修饰使MBB在肿瘤部位富集显著增加，6小时达峰值，且NIR照射进一步提升肿瘤蓄积，同时MBB可延长BHS的体内半衰期并降低清除率。第六，原位瘤治疗实验表明，MBB联合NIR与抗PD-L1单抗可协同抑制原发瘤生长与肺转移，下调肿瘤内TAM的M2极化与CXCL1表达，提升中枢/效应记忆T细胞（T_cm/T_em）比例，增加CD8⁺T细胞浸润及干扰素-γ（IFN-γ）、肿瘤坏死因子-α（TNF-α）与颗粒酶B表达，并上调高迁移率族蛋白B1（HMGB1）诱导免疫原性细胞死亡（ICD）。第七，双侧肿瘤模型实验证实，原发灶MBB治疗可激活系统性抗癌免疫，抑制对侧未照射肿瘤的生长，增强抗PD-L1单抗的远端疗效。第八，术后复发模型实验显示，MBB联合治疗可显著提升脾脏T_cm比例，抑制肿瘤复发与转移，复发抑制率达67%。第九，生物相容性评估表明，MBB无明显溶血、肝肾毒性或造血系统损伤，主要器官无病理异常。

讨论与结论部分，研究指出TNBC虽存在较高水平的肿瘤浸润淋巴细胞（TILs）与PD-L1表达，但CAF屏障与CXCL1介导的免疫抑制限制了免疫检查点抑制剂的疗效。MBB通过PTT物理破坏CAF屏障，同时靶向抑制TAM/CXCL1轴，协同增强抗PD-L1治疗的肿瘤杀伤效应，并诱导系统性免疫记忆以预防复发。与完全清除CAF的策略相比，MBB的屏障破解作用避免了肿瘤抑制性CAF亚型缺失带来的促癌风险，安全性更高。该研究为克服TNBC免疫治疗耐药提供了“物理屏障突破-免疫微环境重编程-系统免疫激活”的多靶点协同策略，也为黑磷纳米材料在肿瘤精准治疗中的应用提供了新的实验依据。研究结论明确，MBB是一种极具潜力的TNBC免疫治疗佐剂，未来值得进一步推进临床转化研究。