纳米医学工程与免疫治疗.doc

纳米医学工程与免疫治疗纳米颗粒是合成的颗粒（一般是来自于聚合物，脂质，或金属），这些小颗粒物能够与治疗药物偶联在体内进行运输，从而运送至指定部位并得到富集。它们可降解的外壳可以帮助药物在到达指定部位后缓释1。纳米医疗在治疗其它疾病方面得到了很好的效果，然而它对于癌症治疗的作用却不清楚。所以在肿瘤中聚集纳米粒子仍是一个挑战。有效递送一部分免疫细胞就可以达到强抗肿瘤功效。而且通过选择性克隆产生的药物是直接通过靶细胞杀死癌细胞，容易导致复发，免疫细胞可以调节自身产生抗肿瘤反应，这是其他治疗方法不可比拟的1。所以纳米颗粒唤醒体内抗肿瘤免疫反应比直接运送抗癌药物要更加高效2。一些研究者考虑设计人工抗原呈递细胞（aAPCs），使之与特异性CD8 + T细胞直接结合。Sunshine等人通过操纵纳米颗粒的形状使CD8 + T细胞优先地迁移到椭圆形aAPCs的长轴，以增加T细胞的增殖3。另外植入聚合物支架和水凝胶可以生成一个模块化的局部微环境，共定位炎性细胞因子，肿瘤抗原，和免疫危险信号4。Kim等人为了避免手术植入，制定了一个自组装的支架，通过介孔二氧化硅的高横纵比为DC细胞提供了一个引发免疫应答的有利的微环境5。Stephan等人利用可生物降解的聚合物支架在肿瘤切除部位释放肿瘤反应性T细胞，从而提高抗肿瘤功效6。Kwong等人采用了传统治疗中所用的脂质体锚定免疫调节化合物，这样可以限制这些化合物的生物分布并延长它们在肿瘤部位的时间。这样的局部纳米免疫疗法可以减少全身毒性，因此改善治疗7。免疫治疗还可以向T细胞直接输送药物8，这一结果扩大了纳米技术应用范围，而且ACT-支撑支架没有必要手术植入。在理想的情况下，能够利用含有辅助药物的纳米粒子连接T细胞进行全身给药。目前，配体、抗体片段或细胞因子靶向的脂质体已经可以偶联靶向药物输送到T细胞9。除了递送小分子，寡核苷酸，抗原，和细胞因子，纳米粒子还可用于在体内递送酶10。例如，在抑制肿瘤扩散的过程中，消化NETs 的游离DNA酶效率较低，涂覆DNA酶的纳米颗粒可以大大提高治疗效果11。尽管纳米粒子可以用低剂量的免疫刺激因子达到治疗的作用，但是纳米粒子的安全性仍是人们担心的问题。Maude等人利用纳米医学工程成功的将抗IL6R用于治疗急性期细胞因子释放综合征12。这一结果显示纳米医学工程是免疫治疗的一个有价值的工具。参考文献1.Chow EK, Ho D. Cancer nanomedicine: from drug delivery to imaging. Sci Transl Med. 2013; 5(216): 216rv4.2.Cools-Lartigue J, Spicer J, McDonald B, Gowing S, Chow S, Giannias B, et al. Neutrophil extracellular traps sequester circulating tumor cells and promote metastasis. J Clin Invest. 2013.3.Orive G, Ali OA, Anitua E, Pedraz JL, Emerich DF. Biomaterial-based technologies for brain anti-cancer therapeutics and imaging. Biochim Biophys Acta. 2010; 1806(1): 96-107.4.Goldberg MS. Immunoengineering: how nanotechnology can enhance cancer immunotherapy. Cell. 2015; 161(2): 201-4.5.Kim J, Li WA, Choi Y, Lewin SA, Verbeke CS, Dranoff G, et al. Injectable, spontaneously assembling, inorganic scaffolds modulate immune cells in vivo and increase vaccine efficacy. Nat Biotechnol. 2015; 33(1): 64-72.6.Kwong B, Liu H, Irvine DJ. Induction of potent anti-tumor responses while eliminating systemic side effects via liposome-anchored combinatorial immunotherapy. Biomaterials. 2011; 32(22): 5134-47.7.Kwong B, Gai SA, Elkhader J, Wittrup KD, Irvine DJ. Localized immunotherapy via liposome-anchored Anti-CD137 + IL-2 prevents lethal toxicity and elicits local and systemic antitumor immunity. Cancer Res. 2013; 73(5): 1547-58.8.Maude SL, Frey N, Shaw PA, Aplenc R, Barrett DM, Bunin NJ, et al. Chimeric antigen receptor T cells for sustained remissions in leukemia. N Engl J Med. 2014; 371(16): 1507-17.9.Stephan MT, Moon JJ, Um SH, Bershteyn A, Irvine DJ. Therapeutic cell engineering with surface-conjugated synthetic nanoparticles. Nat Med. 2010; 16(9): 1035-41.10.Stephan SB, Taber AM, Jileaeva I, Pegues EP, Sentman CL, Stephan MT. Biopolymer implants enhance the efficacy of adoptive T-cell therapy. Nat Biotechnol. 2015; 33(1): 97-101.11.Sunshine JC, Perica K, Schneck JP, Green JJ. Particle shape dependence of CD8+ T cell activation by artificial antigen presenting cells. Biomaterials. 2014; 35(1): 269-77.12.Zheng Y, Stephan MT, Gai SA, Abraham W, Shearer A