肿瘤治疗新发现:当放疗遇上TLR7激动剂脂质体,抗肿瘤免疫竟能这样被激活!

医学论坛网

3周前

导语:放疗作为肿瘤治疗的重要手段,能利用高能辐射直接杀灭肿瘤细胞,还可通过释放肿瘤相关抗原和损伤相关分子模式,激活机体的抗肿瘤免疫反应,产生“远隔效应”。

导语:放疗作为肿瘤治疗的重要手段,能利用高能辐射直接杀灭肿瘤细胞,还可通过释放肿瘤相关抗原和损伤相关分子模式,激活机体的抗肿瘤免疫反应,产生“远隔效应”。然而在临床实践中,放疗后癌症复发和转移的情况并不少见,单独放疗往往难以激发持久、有效的全身性抗肿瘤免疫,这成为肿瘤治疗领域亟待突破的瓶颈。

放疗免疫存挑战,

脂质体联合疗法能否破局?

近年来,将放疗与免疫刺激剂联合的策略备受关注,众多临床前和临床研究探索了多种组合方式,也取得了一些令人期待的成果。toll样受体(TLRs)激动剂作为潜在的免疫佐剂,能增强放疗诱导的免疫激活,其中TLR7激动剂可触发强烈的Th1偏向性免疫反应,促进CD8+T细胞的活化和扩增 。但TLR7激动剂的临床应用受到全身炎症反应难以控制的限制,目前仅有咪喹莫特获批用于治疗部分皮肤恶性肿瘤。

2025年发表了一篇题为“Enhancing antitumor immunity through the combination of cholesterolized TLR7 agonist liposomes and radiotherapy: a role for IL-1β and the inflammasome pathway”的文章,该研究团队此前合成了胆固醇化的TLR7激动剂脂质体(1V209-Cho-Lip),其淋巴结转运能力有所改善,不良反应较少,但单药治疗4T1皮下肿瘤模型时疗效有限。鉴于此,研究人员推测将1V209-Cho-Lip与放疗联合,或许能发挥两者优势,为恶性肿瘤治疗开辟新方向。

图片

构建多模型多指标体系,

探究联合疗法抗癌效果如何?

本研究是一项多模型动物实验研究,旨在探究胆固醇化TLR7激动剂脂质体1V209-Cho-Lip联合放疗的抗肿瘤效果及其潜在机制。

在实验准备阶段,研究人员选用BALB/C小鼠和C57BL/6小鼠,构建4T1小鼠乳腺癌和B16-F10小鼠黑色素瘤皮下肿瘤模型。当肿瘤体积达到约50mm³时,将荷瘤小鼠随机分为5组,每组6-8只。

实验干预措施方面,放疗组和联合治疗组小鼠接受局部放疗,使用X射线发生器以2Gy/min的剂量率照射,单次剂量为8Gy。照射前对小鼠进行麻醉,并利用铅盒遮挡,仅暴露肿瘤部位。1V209-Cho-Lip组和联合治疗组小鼠在放疗后,分别于第11、14、17、20天进行瘤内注射1V209-Cho-Lip,剂量为3mg/kg。

研究设置了多项评价指标,主要指标包括肿瘤体积变化、小鼠生存时间,通过定期测量肿瘤大小和记录小鼠存活情况来评估。次要指标涵盖肿瘤组织和肿瘤引流淋巴结的免疫微环境分析、树突状细胞(DCs)功能检测、相关细胞因子浓度测定等。借助流式细胞术、RNA测序、免疫组化等多种实验技术,对这些指标进行精准检测,从多个维度深入探究联合治疗的效果及机制。

联合治疗成效显著,

免疫激活机制有何奥秘?

在肿瘤生长抑制方面,研究结果令人瞩目。对于4T1肿瘤模型,1V209-Cho-Lip单药治疗与PBS对照组相比,几乎没有治疗效果;而联合放疗后,肿瘤生长受到显著抑制,肿瘤体积明显小于单药治疗组和对照组(如图1B-D所示)。在B16-F10肿瘤模型中,联合治疗同样展现出最强的抗肿瘤效果,有效抑制了肿瘤生长(图1E-G)。

图1 1V209-Cho-Lip联合放疗有效抑制4T1和B16-F10肿瘤模型中的原发性肿瘤生长并延长生存期

注:A.4T1皮下肿瘤模型治疗方案示意图。B.4T1肿瘤模型中不同组别的切除肿瘤代表性图像(每组n=6)。C.4T1肿瘤的生长曲线(每组n=6),显示与单一疗法或对照组相比,RT+ 1V209-Cho-Lip组的肿瘤生长受到显著抑制。D.4T1肿瘤模型中切除肿瘤的平均重量(每组n=6)。E.B16-F10皮下肿瘤模型治疗方案示意图。小鼠在第10天接受单次8 Gy局部放疗,随后在第11、14、17和20天进行4次瘤内注射1V209-Cho-Lip(3 mg/kg)。F.B16-F10肿瘤模型中不同组别的切除肿瘤代表性图像(每组n=5)。G.B16-F10肿瘤的生长曲线(每组n=5),表明联合治疗组的抗肿瘤效果最佳。(H-I)接受RT+1V209-Cho-Lip治疗的B16-F10(H)和4T1(I)荷瘤小鼠的生存曲线(每组n=10-12)。联合治疗显著提高了小鼠的生存率。J.4T1肿瘤石蜡切片中Ki67和CD31的免疫组织化学染色显示,RT+1V209-Cho-Lip降低了肿瘤细胞增殖(Ki67)和微血管密度(CD31)。标尺=100 μm。数据以平均值±标准误表示。

生存数据同样亮眼,联合治疗显著延长了小鼠的生存时间。B16-F10荷瘤小鼠中,PBS组、1V209-Cho-Lip组、放疗组和联合治疗组的中位生存时间分别为23.0天、23.5天、32.5天和40.0天(图1H)。4T1荷瘤小鼠接受联合治疗后,约33%(4/12)的小鼠实现长期生存(定义为治疗后生存超过55天),而其他组均无此表现(图1I) 。

图2 1V209-Cho-Lip联合放疗在肿瘤组织和肿瘤引流淋巴结中诱导有效的抗肿瘤免疫

注:A-B.流式细胞术(FCM)分析显示,与其他治疗组相比,联合治疗显著增加了肿瘤内活化CD8+T细胞(CD3+CD8+CD69+和CD3+CD8+IFN-γ+)的比例(每组n=5)。C-D.联合治疗后,肿瘤微环境中CD4+记忆T细胞(CD3+CD4+CD44+)和CD8+记忆T细胞(CD3+CD8+CD44+)的比例显著升高(每组n=5)。E.FCM代表性直方图显示联合治疗后肿瘤引流淋巴结中DCs上CD80和CD86的表达增强。F.肿瘤引流淋巴结中CD11c+CD80+和CD11c+CD86+细胞的平均荧光强度(MFI)值定量分析(每组n=5)。G.肿瘤引流淋巴结中效应记忆T细胞(CD8+CD44+CD62L-)和中枢记忆T细胞(CD4+CD44+CD62L+)的FCM图及定量分析(每组n=4-5)。

进一步探究发现,联合治疗能有效激活抗肿瘤免疫。肿瘤组织和肿瘤引流淋巴结中,联合治疗组的活化CD8+T细胞、效应CD8+T细胞、记忆CD4+T细胞和记忆CD8+T细胞比例显著增加(图2A-D)。体外实验表明,1V209-Cho-Lip与放疗条件培养基(R-TCM)联合刺激,可促进DCs成熟,增强其抗原呈递能力,促使T细胞增殖和活化(图3A-H)。

图3 1V209-Cho-Lip与放疗条件培养基(R-TCM)联合在体外增强DCs成熟和抗原呈递能力

注:A.FCM代表性直方图显示用1V209-Cho-Lip(10 μg/mL)和R-TCM(10%)刺激后DCs上CD40、CD80和CD86的表达。B.用1V209-Cho-Lip(10 μg/mL)和R-TCM(10%)刺激后,CD11c+CD40+、CD11c+CD80+和CD11c+CD86+细胞的MFI值定量分析(每组n=3)。C.刺激DCs后收集上清液,使用细胞因子微球分析(CBA)检测IL-1β、肿瘤坏死因子(TNF)-α、IL-12和IL-6的水平(每组n=3)。D.共培养系统示意图,其中BMDCs被刺激后与CFSE标记的T细胞共培养。E.与BMDCs共培养后CFSElowCD8+T细胞百分比的定量分析(每组n=3)。F.与BMDCs共培养后OVA特异性CD8+T细胞百分比的定量分析(每组n=3)。G.FCM分析与BMDCs共培养后CD4+和CD8+T细胞中IFN-γ的产生(每组n=3)。H.通过CBA定量分析上清液中IFN-γ、TNF-α和IL-6的水平(每组n=3)。

从机制上看,联合治疗可增强IL-1β分泌,且IL-1β通过炎症小体通路释放。辐射诱导肿瘤细胞凋亡和线粒体DNA(mtDNA)氧化损伤,产生的氧化mtDNA(ox-mtDNA)作为损伤相关分子模式,与1V209-Cho-Lip协同激活DCs中的炎症小体通路,促进IL-1β产生,进而增强抗肿瘤免疫(图4,图5) 。

图4 1V209-Cho-Lip与R-TCM联合增强IL-1β分泌

图5 辐照肿瘤细胞释放的氧化线粒体DNA(ox-mtDNA)与1V209-Cho-Lip协同激活DCs中的炎症小体通路

在Il-1β和Casp1基因敲除小鼠模型中,联合治疗的抗肿瘤效果显著减弱,充分证明炎症小体通路在联合治疗引发的抗肿瘤免疫反应中起着关键作用(图6)。

图6 RT+1V209-Cho-Lip的抗肿瘤疗效在Il-1β-/-和Casp1-/-小鼠中受损

总结

这篇文章聚焦于1V209-Cho-Lip联合放疗的抗肿瘤研究,通过一系列严谨的实验设计和多维度的检测分析,揭示了联合治疗在抑制肿瘤生长、增强抗肿瘤免疫方面的显著效果,以及IL-1β和炎症小体通路在其中的关键作用机制。

该研究首次系统地探究了1V209-Cho-Lip与放疗联合治疗的效果及机制。此前,虽然TLR7激动剂与放疗联合治疗的研究有所开展,但大多聚焦于其他类型的TLR7激动剂,且对联合治疗机制的研究不够深入。本研究使用的1V209-Cho-Lip具有独特的脂质体结构,在淋巴结转运和安全性方面具有优势,不仅明确了联合治疗能够显著提高抗肿瘤疗效,还详细解析了ox-mtDNA、1V209-Cho-Lip与炎症小体通路之间的相互作用关系,为理解放疗与免疫治疗联合的机制提供了新的视角。

此外,研究还对联合治疗的安全性进行了评估,发现其对小鼠主要器官无明显损伤,具有良好的安全性。这为后续开展临床研究奠定了坚实的基础,有望推动肿瘤联合治疗领域的发展,为癌症患者带来新的希望。不过,研究也存在一定局限性,如主要基于动物模型,缺乏与其他治疗方法的对比等,后续还需进一步深入探索。

参考资料

Han X, Cheng Y, Wan D, et al. Enhancing antitumor immunity through the combination of cholesterolized TLR7 agonist liposomes and radiotherapy: a role for IL‐1β and the inflammasome pathway[J]. Cancer Communications, 2025.

导语:放疗作为肿瘤治疗的重要手段,能利用高能辐射直接杀灭肿瘤细胞,还可通过释放肿瘤相关抗原和损伤相关分子模式,激活机体的抗肿瘤免疫反应,产生“远隔效应”。

导语:放疗作为肿瘤治疗的重要手段,能利用高能辐射直接杀灭肿瘤细胞,还可通过释放肿瘤相关抗原和损伤相关分子模式,激活机体的抗肿瘤免疫反应,产生“远隔效应”。然而在临床实践中,放疗后癌症复发和转移的情况并不少见,单独放疗往往难以激发持久、有效的全身性抗肿瘤免疫,这成为肿瘤治疗领域亟待突破的瓶颈。

放疗免疫存挑战,

脂质体联合疗法能否破局?

近年来,将放疗与免疫刺激剂联合的策略备受关注,众多临床前和临床研究探索了多种组合方式,也取得了一些令人期待的成果。toll样受体(TLRs)激动剂作为潜在的免疫佐剂,能增强放疗诱导的免疫激活,其中TLR7激动剂可触发强烈的Th1偏向性免疫反应,促进CD8+T细胞的活化和扩增 。但TLR7激动剂的临床应用受到全身炎症反应难以控制的限制,目前仅有咪喹莫特获批用于治疗部分皮肤恶性肿瘤。

2025年发表了一篇题为“Enhancing antitumor immunity through the combination of cholesterolized TLR7 agonist liposomes and radiotherapy: a role for IL-1β and the inflammasome pathway”的文章,该研究团队此前合成了胆固醇化的TLR7激动剂脂质体(1V209-Cho-Lip),其淋巴结转运能力有所改善,不良反应较少,但单药治疗4T1皮下肿瘤模型时疗效有限。鉴于此,研究人员推测将1V209-Cho-Lip与放疗联合,或许能发挥两者优势,为恶性肿瘤治疗开辟新方向。

图片

构建多模型多指标体系,

探究联合疗法抗癌效果如何?

本研究是一项多模型动物实验研究,旨在探究胆固醇化TLR7激动剂脂质体1V209-Cho-Lip联合放疗的抗肿瘤效果及其潜在机制。

在实验准备阶段,研究人员选用BALB/C小鼠和C57BL/6小鼠,构建4T1小鼠乳腺癌和B16-F10小鼠黑色素瘤皮下肿瘤模型。当肿瘤体积达到约50mm³时,将荷瘤小鼠随机分为5组,每组6-8只。

实验干预措施方面,放疗组和联合治疗组小鼠接受局部放疗,使用X射线发生器以2Gy/min的剂量率照射,单次剂量为8Gy。照射前对小鼠进行麻醉,并利用铅盒遮挡,仅暴露肿瘤部位。1V209-Cho-Lip组和联合治疗组小鼠在放疗后,分别于第11、14、17、20天进行瘤内注射1V209-Cho-Lip,剂量为3mg/kg。

研究设置了多项评价指标,主要指标包括肿瘤体积变化、小鼠生存时间,通过定期测量肿瘤大小和记录小鼠存活情况来评估。次要指标涵盖肿瘤组织和肿瘤引流淋巴结的免疫微环境分析、树突状细胞(DCs)功能检测、相关细胞因子浓度测定等。借助流式细胞术、RNA测序、免疫组化等多种实验技术,对这些指标进行精准检测,从多个维度深入探究联合治疗的效果及机制。

联合治疗成效显著,

免疫激活机制有何奥秘?

在肿瘤生长抑制方面,研究结果令人瞩目。对于4T1肿瘤模型,1V209-Cho-Lip单药治疗与PBS对照组相比,几乎没有治疗效果;而联合放疗后,肿瘤生长受到显著抑制,肿瘤体积明显小于单药治疗组和对照组(如图1B-D所示)。在B16-F10肿瘤模型中,联合治疗同样展现出最强的抗肿瘤效果,有效抑制了肿瘤生长(图1E-G)。

图1 1V209-Cho-Lip联合放疗有效抑制4T1和B16-F10肿瘤模型中的原发性肿瘤生长并延长生存期

注:A.4T1皮下肿瘤模型治疗方案示意图。B.4T1肿瘤模型中不同组别的切除肿瘤代表性图像(每组n=6)。C.4T1肿瘤的生长曲线(每组n=6),显示与单一疗法或对照组相比,RT+ 1V209-Cho-Lip组的肿瘤生长受到显著抑制。D.4T1肿瘤模型中切除肿瘤的平均重量(每组n=6)。E.B16-F10皮下肿瘤模型治疗方案示意图。小鼠在第10天接受单次8 Gy局部放疗,随后在第11、14、17和20天进行4次瘤内注射1V209-Cho-Lip(3 mg/kg)。F.B16-F10肿瘤模型中不同组别的切除肿瘤代表性图像(每组n=5)。G.B16-F10肿瘤的生长曲线(每组n=5),表明联合治疗组的抗肿瘤效果最佳。(H-I)接受RT+1V209-Cho-Lip治疗的B16-F10(H)和4T1(I)荷瘤小鼠的生存曲线(每组n=10-12)。联合治疗显著提高了小鼠的生存率。J.4T1肿瘤石蜡切片中Ki67和CD31的免疫组织化学染色显示,RT+1V209-Cho-Lip降低了肿瘤细胞增殖(Ki67)和微血管密度(CD31)。标尺=100 μm。数据以平均值±标准误表示。

生存数据同样亮眼,联合治疗显著延长了小鼠的生存时间。B16-F10荷瘤小鼠中,PBS组、1V209-Cho-Lip组、放疗组和联合治疗组的中位生存时间分别为23.0天、23.5天、32.5天和40.0天(图1H)。4T1荷瘤小鼠接受联合治疗后,约33%(4/12)的小鼠实现长期生存(定义为治疗后生存超过55天),而其他组均无此表现(图1I) 。

图2 1V209-Cho-Lip联合放疗在肿瘤组织和肿瘤引流淋巴结中诱导有效的抗肿瘤免疫

注:A-B.流式细胞术(FCM)分析显示,与其他治疗组相比,联合治疗显著增加了肿瘤内活化CD8+T细胞(CD3+CD8+CD69+和CD3+CD8+IFN-γ+)的比例(每组n=5)。C-D.联合治疗后,肿瘤微环境中CD4+记忆T细胞(CD3+CD4+CD44+)和CD8+记忆T细胞(CD3+CD8+CD44+)的比例显著升高(每组n=5)。E.FCM代表性直方图显示联合治疗后肿瘤引流淋巴结中DCs上CD80和CD86的表达增强。F.肿瘤引流淋巴结中CD11c+CD80+和CD11c+CD86+细胞的平均荧光强度(MFI)值定量分析(每组n=5)。G.肿瘤引流淋巴结中效应记忆T细胞(CD8+CD44+CD62L-)和中枢记忆T细胞(CD4+CD44+CD62L+)的FCM图及定量分析(每组n=4-5)。

进一步探究发现,联合治疗能有效激活抗肿瘤免疫。肿瘤组织和肿瘤引流淋巴结中,联合治疗组的活化CD8+T细胞、效应CD8+T细胞、记忆CD4+T细胞和记忆CD8+T细胞比例显著增加(图2A-D)。体外实验表明,1V209-Cho-Lip与放疗条件培养基(R-TCM)联合刺激,可促进DCs成熟,增强其抗原呈递能力,促使T细胞增殖和活化(图3A-H)。

图3 1V209-Cho-Lip与放疗条件培养基(R-TCM)联合在体外增强DCs成熟和抗原呈递能力

注:A.FCM代表性直方图显示用1V209-Cho-Lip(10 μg/mL)和R-TCM(10%)刺激后DCs上CD40、CD80和CD86的表达。B.用1V209-Cho-Lip(10 μg/mL)和R-TCM(10%)刺激后,CD11c+CD40+、CD11c+CD80+和CD11c+CD86+细胞的MFI值定量分析(每组n=3)。C.刺激DCs后收集上清液,使用细胞因子微球分析(CBA)检测IL-1β、肿瘤坏死因子(TNF)-α、IL-12和IL-6的水平(每组n=3)。D.共培养系统示意图,其中BMDCs被刺激后与CFSE标记的T细胞共培养。E.与BMDCs共培养后CFSElowCD8+T细胞百分比的定量分析(每组n=3)。F.与BMDCs共培养后OVA特异性CD8+T细胞百分比的定量分析(每组n=3)。G.FCM分析与BMDCs共培养后CD4+和CD8+T细胞中IFN-γ的产生(每组n=3)。H.通过CBA定量分析上清液中IFN-γ、TNF-α和IL-6的水平(每组n=3)。

从机制上看,联合治疗可增强IL-1β分泌,且IL-1β通过炎症小体通路释放。辐射诱导肿瘤细胞凋亡和线粒体DNA(mtDNA)氧化损伤,产生的氧化mtDNA(ox-mtDNA)作为损伤相关分子模式,与1V209-Cho-Lip协同激活DCs中的炎症小体通路,促进IL-1β产生,进而增强抗肿瘤免疫(图4,图5) 。

图4 1V209-Cho-Lip与R-TCM联合增强IL-1β分泌

图5 辐照肿瘤细胞释放的氧化线粒体DNA(ox-mtDNA)与1V209-Cho-Lip协同激活DCs中的炎症小体通路

在Il-1β和Casp1基因敲除小鼠模型中,联合治疗的抗肿瘤效果显著减弱,充分证明炎症小体通路在联合治疗引发的抗肿瘤免疫反应中起着关键作用(图6)。

图6 RT+1V209-Cho-Lip的抗肿瘤疗效在Il-1β-/-和Casp1-/-小鼠中受损

总结

这篇文章聚焦于1V209-Cho-Lip联合放疗的抗肿瘤研究,通过一系列严谨的实验设计和多维度的检测分析,揭示了联合治疗在抑制肿瘤生长、增强抗肿瘤免疫方面的显著效果,以及IL-1β和炎症小体通路在其中的关键作用机制。

该研究首次系统地探究了1V209-Cho-Lip与放疗联合治疗的效果及机制。此前,虽然TLR7激动剂与放疗联合治疗的研究有所开展,但大多聚焦于其他类型的TLR7激动剂,且对联合治疗机制的研究不够深入。本研究使用的1V209-Cho-Lip具有独特的脂质体结构,在淋巴结转运和安全性方面具有优势,不仅明确了联合治疗能够显著提高抗肿瘤疗效,还详细解析了ox-mtDNA、1V209-Cho-Lip与炎症小体通路之间的相互作用关系,为理解放疗与免疫治疗联合的机制提供了新的视角。

此外,研究还对联合治疗的安全性进行了评估,发现其对小鼠主要器官无明显损伤,具有良好的安全性。这为后续开展临床研究奠定了坚实的基础,有望推动肿瘤联合治疗领域的发展,为癌症患者带来新的希望。不过,研究也存在一定局限性,如主要基于动物模型,缺乏与其他治疗方法的对比等,后续还需进一步深入探索。

参考资料

Han X, Cheng Y, Wan D, et al. Enhancing antitumor immunity through the combination of cholesterolized TLR7 agonist liposomes and radiotherapy: a role for IL‐1β and the inflammasome pathway[J]. Cancer Communications, 2025.

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