本文介绍了一项关于黑色素瘤化疗-免疫治疗增强的研究，该研究由Yu Tian、Hongshu Jing、Quan Wang、Suxian Hu、Zhihua Wu和Yourong Duan等人共同完成，研究团队来自上海交通大学医学院附属瑞金医院癌症研究所和国家癌症系统医学重点实验室。该研究于2023年7月15日发表在《Journal of Controlled Release》期刊上，题为《Dissolving microneedles-based programmed delivery system for enhanced chemo-immunotherapy of melanoma》。

研究背景

黑色素瘤是一种高度侵袭性的癌症，全球发病率和死亡率逐年上升。尽管免疫检查点阻断疗法（如PD-1/PD-L1阻断）在黑色素瘤治疗中取得了显著进展，但单药治疗的疗效仍不理想。为了提高治疗效果，研究人员提出将化疗药物多柔比星（Doxorubicin, Dox）与免疫治疗相结合。Dox不仅能够诱导肿瘤细胞凋亡，还能通过触发免疫原性细胞死亡（Immunogenic Cell Death, ICD）效应激活抗肿瘤免疫反应。此外，微针（Microneedles, MNs）尤其是可溶性微针（Dissolving Microneedles, DMNs）因其物理佐剂效应，能够进一步增强化疗-免疫治疗的效果。

研究目标

本研究旨在开发一种基于可溶性微针的程序化递送系统，用于共递送Dox和PD-L1 siRNA（siPD-L1），以增强黑色素瘤的化疗-免疫治疗效果。该系统通过pH敏感的脂质体（Liposomes, LPs）实现药物的靶向释放，并通过DMNs实现药物的透皮递送。

研究方法

研究分为多个步骤，主要包括： 1. 脂质体的制备与表征：研究人员使用1,2-二油酰基-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺（DOPE）和胆固醇半琥珀酸酯（CHEMS）制备了pH敏感的脂质体，并通过αvβ3整合素靶向肽c(RGDfK)修饰脂质体，以实现对黑色素瘤的靶向作用。脂质体的大小、形态、包封率和pH敏感性通过动态光散射（DLS）、透射电子显微镜（TEM）和高效液相色谱（HPLC）等方法进行了表征。 2. 细胞实验：研究人员通过细胞毒性实验、细胞凋亡检测、细胞摄取实验和基因沉默实验，评估了si/Dox@LRGD LPs在体外对黑色素瘤细胞（B16F10）的杀伤效果和PD-L1表达的下调能力。此外，还通过3D肿瘤球体模型评估了脂质体的穿透能力。 3. 微针的制备与表征：研究人员使用多糖Pullulan制备了可溶性微针，并通过扫描电子显微镜（SEM）和共聚焦显微镜（CLSM）对微针的形态和穿透能力进行了表征。微针的机械强度和药物释放特性也通过实验进行了验证。 4. 动物实验：研究人员在小鼠黑色素瘤模型中评估了si/Dox@LRGD DMNs的抗肿瘤效果。通过测量肿瘤体积、体重变化、免疫细胞浸润和细胞因子分泌等指标，评估了该递送系统的治疗效果和安全性。

研究结果

1. 脂质体的表征：si/Dox@LRGD LPs具有均匀的粒径分布和pH敏感性，能够在酸性环境下快速释放药物。脂质体对Dox和siPD-L1的包封率分别为96.20%和83.41%，表明药物能够高效地包封在脂质体中。
2. 细胞实验结果：si/Dox@LRGD LPs在体外表现出显著的细胞毒性，能够诱导B16F10细胞凋亡并触发ICD效应。此外，siPD-L1能够有效下调PD-L1的表达，增强T细胞的抗肿瘤免疫反应。
3. 微针的表征：si/Dox@LRGD DMNs能够成功穿透小鼠皮肤，并在15分钟内完全溶解。微针的机械强度足以穿透皮肤，插入深度约为260 μm。
4. 动物实验结果：在小鼠黑色素瘤模型中，si/Dox@LRGD DMNs表现出显著优于单药治疗和静脉注射的抗肿瘤效果。该递送系统能够显著增加肿瘤组织中CD8+ T细胞的浸润，并促进干扰素-γ（IFN-γ）的分泌，从而增强T细胞介导的免疫反应。

研究结论

该研究成功开发了一种基于可溶性微针的程序化递送系统，能够共递送Dox和siPD-L1，显著增强黑色素瘤的化疗-免疫治疗效果。该系统通过pH敏感的脂质体实现药物的靶向释放，并通过DMNs实现药物的透皮递送，具有较高的临床应用潜力。

研究亮点

1. 创新性递送系统：本研究首次将pH敏感的脂质体与可溶性微针结合，实现了药物的靶向释放和透皮递送，显著提高了化疗-免疫治疗的效果。
2. 显著的抗肿瘤效果：si/Dox@LRGD DMNs在小鼠黑色素瘤模型中表现出显著优于单药治疗和静脉注射的抗肿瘤效果，能够显著增加肿瘤组织中CD8+ T细胞的浸润，并促进IFN-γ的分泌。
3. 安全性：该递送系统在小鼠模型中未表现出明显的毒性，具有良好的生物相容性和安全性。

研究意义

该研究为黑色素瘤的治疗提供了一种新的策略，通过结合化疗和免疫治疗，显著提高了治疗效果。该递送系统的成功开发为其他癌症的治疗提供了新的思路，具有广泛的临床应用前景。