基于T细胞的免疫检查点疗法已在各类恶性肿瘤的临床治疗中证实有效。尽管如此，其临床治疗响应率仍旧不容乐观。这主要是由于在肿瘤微环境（tumor microenvironment，TME）中肿瘤细胞可分泌大量免疫抑制因子，从而抑制肿瘤浸润T细胞的增殖及免疫杀伤功能，最终导致恶性肿瘤快速生长。因此，迫切需要寻求一种可行的策略以清除TME中的免疫抑制因子，实现高效的抗肿瘤免疫反应。

  治疗性抗体是一类可有效清除免疫抑制因子的临床候选药物，其主要通过激活巨噬细胞的吞噬功能实现对目标因子的清除及降解。但抗体制备耗时、成本高且体内给药后半衰期较短。上述难题为科研人员探索并发展抗体替代物提供了强大动力。聚合物纳米颗粒因其粒径及表面理化性质可控、制备成本低以及可快速大规模合成等优点，已被广泛应用于药物靶向递送等领域。此靶向效果主要依赖纳米颗粒与细胞表面目的蛋白的特异性识别。值得一提的是，纳米颗粒与目的蛋白间的结合力和选择性可在体外进行系统评估和优化。受此启发，合理设计和构筑聚合物纳米颗粒有望实现对抗体清除功能的有效模拟。此外，要模拟抗体实现瘤内免疫抑制因子的清除，还需满足以下条件，包括（1）较小的粒径便于肿瘤渗透；（2）可靶向巨噬细胞表面Fc受体；（3）稳定的纳米结构以确保巨噬细胞吞噬被捕获的因子。

  南开大学化学学院刘阳教授团队利用交联聚合物纳米胶囊技术构筑了仿抗体纳米颗粒（antibody-like polymeric nanoparticle，APN），它可在全身给药后特异性地捕获和清除肿瘤内的半乳糖凝集素-1（galectin-1，Gal-1）。Gal-1是一种重要的免疫抑制因子，其在恶性肿瘤中过度表达，通过诱发T细胞凋亡进而促进肿瘤生长。工作人员首先将小粒径血清白蛋白用作底物，在其表面构筑一层包含多个半乳糖单元和Tuftsin肽的交联网状聚合物，得到APN的功能性内核GTNP（图1a）。类似于抗体的Fab片段，GTNP的半乳糖可通过氢键相互作用特异性捕获Gal-1。Tuftsin肽（TKPR，模拟免疫球蛋白的Fc片段）可激活巨噬细胞的吞噬功能。随后，将聚乙二醇（PEG）与Tuftsin肽的胺基通过酸响应可逆化学键相连，从而制备APN。在血液循环中，PEG壳层降低了APN的免疫清除，进而延长了循环时间。进入肿瘤后，酸性的TME引发PEG脱落并释放GTNP（图1b）。GTNP在捕获Gal-1后，激活瘤内巨噬细胞进行吞噬，实现Gal-1的有效清除。细胞和动物实验均表明，APN可有效清除TME中的Gal-1，从而恢复T细胞活性，提高T细胞抗肿瘤免疫功能。此外，APN和检查点抑制剂anti-PD-1联用可进一步增强抗肿瘤免疫反应。该研究为开发用于特异性调控疾病相关生命过程的纳米药物提供了可行性途径，也为癌症免疫治疗提供了一类全新的生物材料。

图1 a) 仿抗体聚合物纳米颗粒APN的合成路线示意图；b) APN清除瘤内Gal-1进而恢复T细胞抗肿瘤活性的机理示意图。

图2 a) APN和GTNP的透射电镜表征；b) APN和GTNP的粒径表征；c) ARS实验表征GTNP表面半乳糖的引入。d) 荧光共振能量转移实验表征GTNP表面Tufsin多肽的引入；e) APN在不同pH条件下的电位变化；f) 和g) 石英晶体微天平实验表征GTNP与PNA之间亲和力及其特异性；h) 激光共聚焦实验和i) 流式细胞术表征巨噬细胞Raw 264.7在pH 7.4和pH 6.5条件下吞噬APN的情况。

图3 a) 激光共聚焦实验和b) 流式细胞术表征巨噬细胞Raw 264.7在pH 7.4和pH 6.5条件下吞噬PNA的情况；c) 免疫酶联吸附法表征APN促进巨噬细胞Raw 264.7吞噬清除Gal-1；d) APN与PNA在巨噬细胞Raw 264.7内的荧光共定位表征。

图4 a) APN对B16F10荷瘤小鼠的治疗周期示意图；b) P-GNP + P-TNP，GTNP，APN对荷瘤小鼠肿瘤体积的影响；c) 不同治疗方法对小鼠生存率的影响；d) 不同治疗方法对小鼠体重的影响；e) 小鼠肿瘤组织中Gal-1的含量变化。

图5 a) 和b) 流式细胞术表征荷瘤小鼠肿瘤组织中T细胞的增殖（Ki67）情况；c) 和d) 流式细胞术表征荷瘤小鼠肿瘤组织中杀伤性T细胞（CD8⁺）的浸润情况。

图6 a) 联合疗法对B16F10荷瘤小鼠肿瘤体积的影响；b) 不同治疗方法对小鼠生存率的影响；c) 不同治疗方法对小鼠体重的影响；d) 和e) 流式细胞术表征荷瘤小鼠肿瘤组织中T细胞的增殖（Ki67）情况；f) 和g) 流式细胞术表征荷瘤小鼠肿瘤组织中杀伤性T细胞（CD8⁺）的浸润情况。

  以上相关成果发表在ACS Applied Materials & Interfaces（doi.org/10.1021/acsami.1c02116）上。论文第一作者为南开大学化学学院硕士研究生谷雨，共同第一作者为赵宇博士和张展展博士，通讯作者为南开大学刘阳教授。

  论文链接：https://doi.org/10.1021/acsami.1c02116