类型a：学术研究报告

作者及机构
本研究的通讯作者为吉林大学口腔医学院病理科的Ce Shi（史册）教授和吉林大学化学学院超分子结构与材料国家重点实验室的Quan Lin（林权）教授。第一作者为Ze Wang（王泽）和Tong Sha（沙桐）。合作单位包括吉林大学口腔医院、吉林大学第一医院乐群分院以及澳大利亚昆士兰大学澳大利亚生物工程与纳米技术研究所。该研究于2024年5月31日在线发表于期刊《Bioactive Materials》第39卷。

学术背景
三阴性乳腺癌（Triple-negative breast cancer, TNBC）是一种侵袭性强、易转移且对现有免疫疗法响应率低的“冷肿瘤”。其免疫抑制性微环境和高转移率导致患者预后极差，中位生存期仅13.3个月。传统疗法如化疗和手术存在耐药性和副作用问题，而免疫疗法因TNBC的低免疫原性和髓源性抑制细胞（Myeloid-derived suppressor cells, MDSCs）的富集而效果有限。本研究旨在设计一种“原位纳米疫苗”Au/CuNDs-R848，通过光热疗法（Photothermal therapy, PTT）和光热增强化学动力学疗法（Chemodynamic therapy, CDT）的协同作用，诱导免疫原性细胞死亡（Immunogenic cell death, ICD），并逆转免疫抑制微环境，从而将“冷肿瘤”转化为“热肿瘤”。

研究流程
1. 纳米疫苗设计与合成
- 通过一步法合成金/铜纳米点（Au/CuNDs），负载TLR7/8激动剂R848，形成Au/CuNDs-R848复合物。
- 表征手段包括透射电镜（TEM，显示粒径约2.4 nm）、X射线光电子能谱（XPS，证实Au(0)/Au(I)和Cu+/Cu2+价态共存）及红外光谱（FTIR，验证R848成功连接）。

1. 光热与化学动力学性能评估

   • 光热性能：在808 nm激光（2.0 W/cm²）照射下，Au/CuNDs-R848溶液温度升高20.1°C，且稳定性良好（4次循环无衰减）。
     
   • 化学动力学性能：通过甲基蓝（MB）降解实验和电子自旋共振（ESR）证实其类芬顿反应活性，且在酸性环境（pH 5.4）和光热辅助下·OH生成量显著提升。
     

2. 体外免疫原性细胞死亡诱导

   • 使用4T1细胞（TNBC模型）验证纳米疫苗的协同治疗效果。实验显示：
     
     • 细胞凋亡：Au/CuNDs-R848联合激光照射使凋亡率达39.5%（流式细胞术）。
       
     • DAMPs释放：钙网蛋白（CRT）膜暴露增加2.1倍，ATP释放量提升2.25倍，HMGB1核质转位显著（免疫荧光）。
       
   • 树突细胞（DCs）成熟：与处理后的4T1细胞共培养后，DCs成熟率高达80.6%（接近LPS阳性对照组）。
     

3. 体内双模态成像与治疗

   • 成像性能：Au/CuNDs-R848具备近红外二区（NIR-II）荧光和CT双模态成像能力，肿瘤部位信号强度分别达ICG的1.3倍和线性相关（R²=0.95）。
     
   • 治疗效果：在双侧4T1肿瘤模型（模拟原发与转移灶）中，每日治疗组显示：
     
     • 原发肿瘤完全消融，转移灶生长抑制显著。
       
     • 血浆细胞因子（IFN-γ、TNF-α、IL-6）水平显著升高，脾脏和肿瘤中CD8+ T细胞浸润增加，MDSCs比例下降（从21.45%降至7.22%）。
       

主要结果
1. 纳米疫苗的双重调控机制：
- 免疫原性增强：通过PTT/CDT诱导ICD，释放肿瘤相关抗原（TAAs）和DAMPs，促进DCs成熟及T细胞浸润。
- 免疫抑制逆转：R848激活TLR7/8通路，协同减少MDSCs，重塑微环境。

1. 协同治疗效应：光热效应（55°C局部升温）增强Cu+介导的芬顿反应，提升·OH生成效率；同时消耗谷胱甘肽（GSH），减少ROS清除。

2. 诊疗一体化：NIR-II荧光成像实现肿瘤边界精准可视化，为手术导航提供可能。

结论与价值
本研究提出了一种创新的“原位纳米疫苗”策略，通过PTT/CDT协同治疗和双免疫调控，解决了TNBC免疫治疗响应率低的难题。其科学价值在于：
1. 机制创新：首次将光热增强CDT与TLR激动剂结合，实现“化敌为友”的免疫微环境重塑。
2. 临床潜力：双模态成像指导的精准治疗为TNBC的诊疗一体化提供了新思路。

研究亮点
1. 多功能纳米设计：Au/CuNDs兼具光热转化、芬顿催化及免疫佐剂负载功能。
2. 高效免疫激活：每日治疗模式下，系统性免疫响应显著优于隔日治疗。
3. 跨学科技术整合：融合纳米化学、免疫学及影像学，推动肿瘤免疫治疗发展。

其他价值
该研究为其他低免疫原性肿瘤的联合治疗提供了范式，且纳米疫苗的合成方法（一步法）具有工艺简便、成本低的优势。