这是一项关于黑色素瘤术后综合治疗水凝胶敷料的研究，由Dehong Tan、Wenxiang Zhu、Shilei Liu等作者共同完成。研究团队主要来自中南大学湘雅医院肿瘤科、中南大学爱尔眼科学院、湖南省地球物理地球化学调查所以及扬州大学附属苏北人民医院等单位。该研究于2025年11月15日投稿至Journal of Nanobiotechnology，并于2026年3月7日被接收发表。
黑色素瘤是最具侵袭性的皮肤恶性肿瘤之一，尽管早期检测技术不断进步，但转移性黑色素瘤的5年生存率仍仅约30%。手术切除作为黑色素瘤的主要治疗手段，面临着两个关键局限：一是无法彻底清除微小肿瘤病灶，导致局部复发率在II/III期高危患者中可高达70%；二是手术部位易发生细菌定植，如金黄色葡萄球菌和大肠杆菌，这些细菌不仅损害伤口愈合，还会加剧炎症并形成免疫抑制性肿瘤微环境。传统化疗和放疗在抑制肿瘤方面效果有限，且无法同时解决感染控制、免疫抑制逆转和组织再生的问题。近年来兴起的免疫疗法，如抗PD-1抗体，也因适应性免疫抵抗和肿瘤微环境异质性而响应率不高。因此，开发兼具抗肿瘤、抗感染和促愈合功能的多功能生物活性材料成为亟待解决的临床需求。
基于上述背景，本研究设计并构建了一种温度可调的光热免疫水凝胶敷料（PD/JQ1@SerMA），旨在通过“高温光热消融肿瘤和细菌—JQ1重塑免疫抑制微环境—温和光热促进组织修复”的多模式协同机制实现黑色素瘤术后综合治疗。该水凝胶体系由三部分核心组分构成：甲基丙烯酸酐修饰的丝胶蛋白（SerMA）作为水凝胶基质，具有优异光热性能的钯纳米片（Pd nanosheets）作为光热转换元件，以及小分子BRD4抑制剂JQ1作为免疫调节药物。
在材料制备与表征阶段，研究团队首先通过高压反应合成钯纳米片，透射电子显微镜和动态光散射分析确认其粒径约17纳米且均匀分散。紫外-可见-近红外光谱显示钯纳米片在808纳米处有强吸收峰，表明其良好的近红外光热转换潜力。丝胶蛋白从天然蚕茧中通过热碱脱胶法提取，再经甲基丙烯酸酐化学接枝修饰得到SerMA。核磁共振氢谱证实了甲基丙烯酸酐的成功接枝，表现为“C=C”双键在δ5.7 ppm和6.1 ppm处的特征峰。SerMA前驱体溶液在405纳米蓝光照射下可在1分钟内快速光固化形成水凝胶，流变学时间扫描分析验证了这一点。冻干水凝胶的扫描电镜观察显示其具有三维多孔微结构，有利于药物缓释和代谢物交换。在光热性能评价中，PD@SerMA水凝胶在808纳米激光（0.5 W/cm²）照射5分钟后温度从31.4°C急剧升至67.5°C，而对照组温度变化小于2°C。该水凝胶还表现出优异的浓度依赖性和光热稳定性，在四次开/关激光循环中保持稳定的光热性能。JQ1的体外释放实验表明，无近红外照射时60小时累积释放率为69.7%，而近红外照射可将释放率提高至83.9%，证实了光热刺激可促进JQ1的可控释放。
体外抗肿瘤实验中，研究团队使用小鼠成纤维细胞L929评估了水凝胶的生物相容性，Alamar blue实验和荧光素二乙酸酯染色均证实PD/JQ1@SerMA水凝胶不会对细胞增殖产生不良影响。Western blot分析确认该水凝胶可有效抑制干扰素-γ诱导的B16F10黑色素瘤细胞中PD-L1的上调。活/死细胞染色显示，在激光照射下PD/JQ1@SerMA组呈现明显的红色荧光（死细胞），而未照射组呈现绿色荧光（活细胞），证明光热治疗可有效杀灭肿瘤细胞。流式细胞术凋亡分析表明PD/JQ1@SerMA（+）组诱导了61.3%的晚期凋亡细胞，远高于对照组的4.42%。免疫荧光染色进一步证实该组可促进钙网蛋白的膜暴露和高迁移率族蛋白B1的细胞外释放，这两者是免疫原性细胞死亡的关键标志物，表明光热治疗成功诱导了免疫原性细胞死亡效应。体外抗菌实验中，平板计数法显示PD/JQ1@SerMA（+）组对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的杀灭率均超过95%。扫描电镜观察到细菌细胞膜的光热损伤，SYTO 9/PI双荧光染色确认了最高的抗菌效率。
在体内抗肿瘤研究中，研究团队在C57BL/6小鼠建立了黑色素瘤皮下模型，并在肿瘤部位制造8毫米直径的全层皮肤缺损以模拟临床手术切除。将水凝胶前驱体溶液注入伤口后原位光交联。结果显示PD/JQ1@SerMA（+）组的肿瘤生长被显著抑制，肿瘤组织重量最低。苏木精-伊红染色显示该组肿瘤组织广泛破坏，TUNEL染色表明高水平凋亡。免疫组化染色证实钙网蛋白暴露和高迁移率族蛋白B1分泌增强。在免疫机制研究中，流式细胞术分析显示PD/JQ1@SerMA（+）组成熟树突状细胞比例达到约42.0%，是对照组的2.6倍；CD8+ T细胞比例增加至20.5%，是对照组的4.0倍。免疫荧光分析进一步证实肿瘤组织中CD4+和CD8+ T细胞浸润增强。酶联免疫吸附试验显示该组可提高血清肿瘤坏死因子-α和干扰素-γ水平。免疫组化染色证实含JQ1的组别中PD-L1表达降低，表明该水凝胶可有效对抗干扰素-γ介导的适应性免疫抵抗。
转录组测序分析揭示了PD/JQ1@SerMA（+）治疗的深层免疫机制。两组共检测到11,714个共有基因，差异表达分析鉴定出729个上调基因和89个下调基因。京都基因与基因组百科全书通路富集分析显示多个免疫相关信号通路被激活，包括“抗原加工与呈递”“TNF信号通路”“HIF-1信号通路”和“Toll样受体信号通路”。基因本体论分析表明其在“免疫系统过程”“免疫应答”“淋巴细胞活化”“细胞因子产生”和“T细胞活化”等生物学过程中发挥调控作用。在体内伤口愈合研究中，PD/JQ1@SerMA（+）组在近红外激光照射（维持局部温度约42°C）下展现出最快的伤口闭合速率。组织学评估显示该组新生毛囊间距最短，最接近正常皮肤组织。免疫组化染色表明近红外激光刺激可加速细胞增殖（Ki67）并上调血管生成相关标志物（VEGF、α-SMA和CD34）的表达。
本研究的核心结论是成功开发了一种温度可调的光热免疫调节水凝胶敷料，实现了黑色素瘤术后抗肿瘤、抗感染和促愈合的一体化治疗。高温光热效应（>48°C）可诱导肿瘤细胞免疫原性细胞死亡并直接杀灭细菌（杀菌率>95%），温和光热刺激（~42°C）通过上调血管生成相关因子加速伤口愈合。JQ1的缓释有效抑制了干扰素-γ诱导的PD-L1上调，从而协同增强了树突状细胞成熟和CD8+ T细胞浸润。
该研究的科学价值在于验证了光热治疗与表观遗传免疫调节协同作用的可行性，为克服免疫检查点疗法的适应性抵抗提供了新策略。其应用价值在于该水凝胶敷料可通过局部注射和原位光固化方式适应不规则伤口缺损，兼具生物相容性、可降解性和多功能治疗特性，在黑色素瘤术后管理中展现出显著的临床转化潜力。研究的创新亮点包括：利用钯纳米片的各向异性结构实现高效近红外光热转换，利用温度可调性实现同一体系在高温消融和温和促愈之间的功能切换，以及将光热诱导的免疫原性细胞死亡与BRD4抑制介导的免疫逃逸阻断相结合，形成了互补的免疫激活策略。