基于可变形介孔有机氧化硅的胰腺癌多模态影像引导光热协同免疫治疗

来源 :南京中医药大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zjyeling
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背景胰腺癌发病隐匿、进展快、早期缺乏明显的症状与体征,而目前临床上采用的主要检查手段,如计算机断层扫描(Computed Tomography,CT)、磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)、超声内镜等,都是基于病灶形态解剖结构的改变而成像,发现5mm以下的肿块十分困难,能明确诊断时,绝大多数胰腺癌已侵犯周围血管、淋巴管、神经及胰腺周围脂肪、网膜等组织以及发生远处转移播散。有研究显示,超过75%的患者确诊胰腺癌时已有肿瘤侵犯周围组织或远处转移。即使少数胰腺癌患者能较早期发现,并接受了根治性的手术治疗,但在术后的1-1.5年内,约90%的病人仍然会发生复发和转移。究其原因,胰腺癌具有致密的纤维化基质导致药物难以递送到靶细胞发挥作用,和具有特殊的肿瘤微环境,如免疫抑制性微环境。传统治疗手段和新兴的治疗策略等单一疗法对胰腺癌的治疗效果都不佳,将治疗策略有效的叠加势必会对胰腺癌的治疗产生正面的影响,对临床治疗胰腺癌的决策有着重要的价值。目的制备一种能同时负载光热剂(硫化铜)和免疫检查点阻断剂程序性死亡蛋白配体-1 单抗(Anti-Programmed Death Protein Ligand-1,αPD-L 1 Ab)的多功能纳米探针,对胰腺癌进行光热协同免疫治疗,评估疗效并对作用机制作探索。方法1.探针的合成与表征:通过溶胶-凝胶的化学方法和优先蚀刻的方法合成可变形介孔有机硅纳米颗粒(Deformable Mesoporous Organosilica Nanoparticles,DMONs);同时利用简单溶剂热法合成硫化铜纳米颗粒(Copper Sulfide,CuS)。然后利用静电吸附将合成得到的CuS连接到DMONs,制备成DMONs-CuS。为了赋予DMONs-CuS具备成像与免疫治疗的能力,我们进一步将Cy5.5、Gd-DTPA及 αPD-L1 Ab 修饰到 DMONs-CuS 上,制备 DMONs-CuS-Cy5.5-Gd-αPDL1(DCCGP),并测定了 DCCGP的粒径、电位、形貌、成像性能等。2.探针的功能性验证:通过细胞增殖及毒性检测试剂盒评估探针的毒性,通过血液相容性实验和体内毒性实验评估探针的生物相容性。通过细胞摄取实验和3D肿瘤细胞球渗透实验,评估探针在光热响应下对细胞和细胞球的渗透能力。通过体外光毒性实验,评估探针在近红外激光照射下光热治疗的杀伤作用能力。并进一步研究DCCGP在体外诱导肿瘤发生免疫源性细胞死亡并激活树突状细胞(Dendritic Cells,DC)细胞的机理。3.探针的疗效评估:通过原位胰腺癌裸鼠模型的MR成像、NIFR成像和光热成像明确探针的体内分布。通过双侧皮下瘤C57鼠模型,予以DCCGP治疗,记录原位瘤和远端瘤的体积,并对生存进行分析,通过TUNEL染色和苏木精-伊红染色和流式分析对药效学机理进行探究。结果1.DCCGP电镜下成类球形,直径约为70-80 nm;流体动力学直径为342.8 nm;Zeta电势为21.60±0.57mV;体外成像实验显示探针具备良好的MR成像、NIFR成像和光热成像;光热转换效率佳、光热稳定性较好。2.温和的光热治疗可以促进探针在细胞和3D肿瘤球模型的渗透;体外毒性和光毒性实验显示,探针在无激光照射的情况下,细胞活性为80%以上;在激光照射后,细胞活性为33.04%;体内和体外生物相容性实验显示探针具有良好的生物相容性;DCCGP治疗后通过诱导ICD使DC细胞成熟。3.通过原位胰腺癌裸鼠模型的成像显示探针具有良好的活体成像能力;通过疗效分析和生存分析显示在探针治疗后,小鼠双侧肿瘤均受到抑制,生存期延长;流式分析显示光热协同免疫治疗在治疗中发挥主要作用,肿瘤引流淋巴结中的抗原呈递细胞增加,肿瘤内浸润的细胞毒性T细胞含量增加。结论本研究首次报道并成功制备了基于可变形介孔有机氧化硅的多模态影像引导光热协同免疫治疗纳米探针,实现了在MR成像、NIFR成像和光热成像可视化指导下的精准光热治疗,同时利用光热治疗诱发的ICD效应解除肿瘤的免疫抑制微环境,联合αPD-L1单抗对小鼠进行协同免疫治疗。将靶向光热治疗和免疫治疗相结合,有效治疗了小鼠的原位瘤和转移瘤。
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