实现对特定细胞群体的靶向递送是纳米技术在肿瘤免疫治疗中的另一大优势。最直接的方式是对颗粒表面进行功能化修饰,如连接能够识别特定受体的抗体、配体或病毒蛋白片段。以树突状细胞为例,在纳米颗粒表面修饰源自HIV或VSV的结构蛋白,可显著提高其被DC摄取的效率,从而增强抗原呈递和T细胞激活效应。

  除了表面修饰,颗粒的物理特征也决定了其对不同免疫细胞的亲和性。例如:球形聚合物囊泡(polymersomes)更容易集中于脾脏的DC和巨噬细胞;柱状胶束(cylindrical micelles)在肝脏和脾脏中均可被吞噬细胞摄取;丝状胶束(filomicelles)则主要被血液中的中性粒细胞和单核细胞吞噬。

  此外,纳米纤维的长度变化也会影响其被不同亚群DC识别和摄取的能力。这些发现为通过材料设计实现免疫细胞亚型特异性靶向提供了思路。

  不过,真正实现临床可控的免疫细胞特异性靶向仍面临诸多挑战。不同个体间免疫细胞的分布和状态差异较大,材料在复杂体内环境中的行为往往与体外实验不一致。因此,尽管已有大量前临床研究证明了纳米颗粒可改善药物的递送效率,但其临床应用仍需要更深入的机制研究与优化。

对免疫治疗递送的意义

  在免疫治疗中,纳米材料凭借其精准递送能力展现出多方面的价值:一方面,它能够通过靶向递送mRNA疫苗或免疫佐剂,有效增强抗原呈递并促进特异性T细胞应答,从而显著提高治疗效果;另一方面,将细胞因子或激动剂限制在肿瘤局部释放,可最大限度减少全身性暴露,降低毒副作用。此外,纳米颗粒还可设计为响应外界刺激(如pH、温度、光或磁场)而释放药物,实现时空可控的免疫调节。部分无机纳米颗粒还可在光照、放疗或磁场等外部能量激发下诱导免疫原性细胞死亡,从而将肿瘤转化为“原位疫苗”,为克服抗原逃逸提供了新策略。

  综上,纳米材料作为免疫治疗的递送平台,不仅能够解决传统免疫药物在稳定性、靶向性与安全性方面的不足,还为实现全新的治疗模式提供了可能。这为后续进一步探讨其在先天免疫与适应性免疫调控中的作用奠定了基础。

纳米材料调控先天免疫

  先天免疫系统是机体抵御外来病原和异常细胞的第一道防线,在肿瘤发生和发展过程中同样发挥关键作用。树突状细胞(DCs)、巨噬细胞和自然杀伤细胞(NK cells)等先天免疫细胞不仅能够直接清除肿瘤细胞,还能通过抗原呈递、细胞因子分泌等方式激活适应性免疫。因此,如何有效调控这些细胞的功能,是肿瘤免疫治疗的重要策略。纳米材料凭借其可编程的理化性质和递送优势,逐渐成为先天免疫调控的有力工具。

调控树突状细胞(DCs)

  树突状细胞是连接先天与适应性免疫的桥梁,能够通过摄取、加工和呈递抗原激活初始T细胞。在传统肿瘤疫苗研究中,DC靶向策略往往受限于抗原免疫原性不足和免疫逃逸机制。纳米材料的应用在一定程度上克服了这些问题。

  mRNA疫苗是目前最受关注的方向。由于mRNA本身具有激活Toll样受体(TLRs)的能力,能够同时提供抗原与免疫刺激信号,因此特别适合作为肿瘤疫苗。然而,mRNA极易降解,需依赖递送载体。带正电荷的纳米材料(如脂质纳米颗粒、合成聚合物和多糖)不仅能有效包裹和保护mRNA,还能促进其进入细胞质,从而实现抗原的翻译与主要组织相容性复合物(MHC)上的呈递。已有研究表明,mRNA–LNP疫苗与ICB联合使用,可在黑色素瘤、结直肠癌和乳腺癌等多种模型中诱导强效的CD8⁺T细胞应答。

  除此之外,纳米材料还可以通过原位疫苗化策略激活DC功能。例如,光动力治疗或磁热疗等物理手段结合纳米颗粒可诱导肿瘤细胞免疫原性死亡,释放损伤相关分子模式(DAMPs),如ATP、钙网蛋白和高迁移率族蛋白B1(HMGB1),促进DC成熟并加强抗原交叉呈递。特别是含有放射敏感成分的无机纳米颗粒,在放疗作用下可显著增强STING通路的活化,触发远隔瘤灶的“旁观者效应”。

调控巨噬细胞

  巨噬细胞是肿瘤微环境中最丰富的免疫细胞之一,常表现为免疫抑制型的M2极化状态,被称为肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)。它们能通过分泌生长因子和免疫抑制性细胞因子促进肿瘤生长。如何将其重新编程为抗肿瘤型的M1状态,是重要研究方向。

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