【引言】

近年来，免疫疗法在癌症治疗方面有着可观的前景，人们认识到光动力治疗（PDT）具有触发抗肿瘤免疫反应的能力。然而由可见光触发的常规PDT穿透能力有限，其产生的免疫应答不足以消除肿瘤。

【成果简介】

近期，苏州大学刘庄教授、彭睿教授、许利耕讲师（共同通讯作者）等人将上转化纳米粒子(UCNPs)同时转载上二氢卟吩e6(Ce6)药物，光敏剂和小分子免疫调节剂咪喹莫特(R837)。研制的多任务式UCNP-Ce6-R837纳米颗粒通过近红外（NIR）区光照射下能够增强组织的穿透深度，利用有效的光动力治疗来破坏肿瘤并产生相关的肿瘤抗原库，含有R837免疫调节剂的纳米粒子能够具有更强的免疫应答。更有意义的是，基于UCNP-Ce6-R837的PDT与T淋巴细胞相关蛋白4（CTLA-4）结合封锁检测点，不仅在消除肿瘤时显示出优异的疗效，还具有强有力的抗肿瘤免疫能抑制光动力治疗后远端肿瘤的生长。这种癌症免疫治疗策略具有长期的免疫记忆功能，来保护小鼠免受肿瘤细胞的再刺激。该成果以“Near-Infrared-Triggered Photodynamic Therapy with Multitasking Upconversion Nanoparticles in Combination with Checkpoint Blockade for Immunotherapy of Colorectal Cancer”为题于2017年3月31日发表在ACS Nano上。

【图文导读】

图一：UCNP-Ce6和UCNP-Ce6-R837的表征

(a) UCNP-Ce6-R837的制备过程示意图。

(b) UCNP-Ce6-R837的透射电子显微镜图像。

(c) Ce6,UCNP-Ce6和UCNP-Ce6-R837的UV吸收光谱图。

(d) 在相同UCNP浓度和980nm激光下，UCNP-Ce6和UCNP-Ce6-R837的上转换发光光谱。插图显示了暴露于980 nm激光的UCNP-Ce6-R837纳米粒子的图像。

(e) 基于980nm光照射（0.5W / cm2）下单态氧荧光探针（SOSG）的荧光强度变化，由Ce6，UCNP-Ce6和UCNP-Ce6-R837产生单线态氧。

图二：体外PDT和UCNP-Ce6-R837的免疫刺激作用

(a) UCNP-Ce6和UCNP-Ce6-R837的共聚焦荧光图像，通过980nm激光（0.5W / cm2）照射20分钟后培养CT26肿瘤细胞。

(b-c) UCNP-Ce6，R837或UCNP Ce6-R837体外培养DC 20h后，流式细胞术定量检测CD86和CD80表达。

(d) 通过ELISA测定DC悬液中IL-12p40和TNF-α的分泌。

图三：体外transwell系统实验

(a) transwell系统实验设计方案，将CT26肿瘤细胞及其残留物置于上腔室中，将DCs置于下腔室中培养。

(b) 通过流式细胞仪，定量体外transwell系统实验中各种样品的CD86和CD80表达。

(c) 在transwell系统实验中处理20小时后，DCs表面上的CD86和CD80的定量。

(d) 在transwell系统实验中处理20小时后，DC悬浮液中IL-12p40和TNF-α的分泌。

图四：基于UCNP-Ce6-R837的体内PDT诱导DC成熟并刺激促炎细胞因子的表达

(a)实验流程示意图，检测基于UCNP-Ce6-R837的PDT触发的免疫应答。

(b-c) 对于携带CT26肿瘤的小鼠，基于UCNP-Ce6-R837的PDT诱导可DC成熟。收集肿瘤引流淋巴结中的细胞，对CD11c，CD80和CD86染色后，通过流式细胞术进行评估。

(d-f)基于UCNP-Ce6-R837的PDT后第3天，小鼠分离的血清中 IL-12p40（d），IFN-γ（e）和TNF-α（f）细胞因子水平。

图五：抗肿瘤免疫作用及基于UCNP-Ce6-R837的PDT结合CTLA-4封锁检测点的相关机制

(a) 实验流程示意图。在实验中使用两侧均携带CT26肿瘤的小鼠。左侧肿瘤被指定为PDT治疗的“原发性肿瘤”，右侧的肿瘤被指定为无PDT的“远端肿瘤”。

(b-c) 治疗后小鼠原发性肿瘤（b）和远端肿瘤（c）的生长曲线。

(d-e) 第15天，在远端肿瘤中收集的肿瘤浸润性CD8 +杀伤性T细胞（d）和CD4 + FoxP3 +效应T细胞（Treg）（e）的比例。

(f) 第15天，不同组小鼠的远端肿瘤中CD8 + CTL与Treg的比值。（g）第15天，不同组小鼠分离的血清中IFN-γ细胞因子水平。

(a-g) 每组均测试了六只小鼠。 误差条代表SD P值：* P