肿瘤血管梗塞（tumor vessel infraction, TVI）利用凝血配体因子对于肿瘤血管的选择性梗塞，高效杀死肿瘤细胞，目前在肿瘤治疗中受到关注。将组织因子胞外片段（tTF）与多种肿瘤靶向肽重组融合，得到肿瘤血管靶向定位的凝血配体，在TVI治疗中得到广泛应用。然而这些重组凝血蛋白存在生物半衰期短、易引发全身血栓性不良反应以及肿瘤转移等问题，极大地限制了其临床应用。而经动脉栓塞（transcatheter arterial embolization, TAE）可通过医学影像设备，将栓塞剂和药物靶向递送到肿瘤供给血管，在阻断血供的同时，实现“抵近”缓释抗肿瘤药物。因此，理想的肿瘤血管栓塞剂应具有良好的流动性、栓塞性、药物控释以及促凝血性能等。

  近日，华中科技大学生命学院暨国家纳米药物工程研究中心赵彦兵教授、杨祥良教授团队采用具有良好流动性和栓塞性的温敏纳米凝胶负载截断组织因子与肿瘤靶向的低pH插入肽融合蛋白（tTF-pHLIP）。将tTF-pHLIP超选择性的递送到肿瘤供给血管，并利用温敏纳米凝胶的溶胶-凝胶相变行为将其封装于其中，实现缓控释放。这有效提高了tTF-pHLIP融合蛋白的体内稳定性，避免了对非靶标血管的梗塞、并与温敏纳米凝胶的内源性凝血机制协同，实现了长效地凝血-凝胶复合血管栓塞，能显著抑制肿瘤生长，以及肿瘤的复发转移，表现出良好的临床应用潜力，对于解决肝癌介入治疗面临的易复发转移、远期生存率低的问题提供了一种新的解决策略（图1）。

图1 TF-Nanogel用于肝癌的协同栓塞治疗。

图2 TF-Nanogel的基本表征

  作者采用乳液聚合合成具有温度敏感的聚N-异丙基丙烯酰胺纳米凝胶（PIB Nanogels），该凝胶在25℃下具有很好的流动性，易于注射，在体内37℃环境下发生溶胶-凝胶相变，形成具有高强度的凝胶块，有效阻断肿瘤血供，抑制肿瘤生长。作者在此基础上负载靶向修饰的截短组织因子（tTF-pHLIPs），该融合蛋白具有pH敏感的特性，在酸性环境下α螺旋增加，更容易结合到血管内皮细胞膜表面。

图3 TF-Nanogel的体外凝血功能表征

  PIB纳米凝胶由于相变后产生的负电荷表面及疏水性，使得凝胶能够对外源性凝血通路产生影响，并激活血小板。同时PIB纳米凝胶能够明显增加纤维蛋白的粗度，联合其致密的网格结构能够有效延缓血栓的降解。其中缓释的tTF-pHLIPs可以有效缩短凝血时间，并激活凝血因子X，从而启动下游凝血通路。

图4 TF-Nanogel的抗肿瘤效果评价

  通过PIB纳米凝胶与tTF-pHLIPs二者复合的TF-Nanogels有着更好的肿瘤栓塞效果，能够显著抑制肿瘤的生长，诱导肿瘤凋亡，并抑制肿瘤的增殖。

图5 TF-Nanogel的免疫评价（VEGF, CD3, CD8, HIF-α and MMP-9）

  TF-Nanogels治疗后可以有效抑制肿瘤的HIF-α，VEGF和MMP-9的表达，同时凋亡产生的相关肿瘤抗原也能显著增加免疫细胞的浸润，从而改善肿瘤的微环境。

图6 TF-Nanogel的抗转移评价

  通过抗转移评价，TF-Nanogels能够显著抑制VX2兔肝癌模型的肝内转移，腹腔转移以及肺转移。

图7 TF-Nanogel的生物相容性评价

  TF-Nanogels具有良好的生物相容性，无明显细胞毒性，对动物肝肾功能没有损伤，同时对动物体体内正常的凝血行为没有影响，具有良好的生物安全性。

  综上，作者制备了具有促凝血功能的栓塞剂（TF-Nanogels），能够局部释放促凝血剂（tTF-pHLIPs），通过PIB纳米凝胶的动脉栓塞（TAE）和tTF-pHLIPs的肿瘤血管梗塞（TVI），协同增效肝癌的栓塞治疗，在降低剂量的同时，增加抗肿瘤治疗效果，并改善肿瘤的微环境，抑制肿瘤细胞转移。具有很好的临床潜力。

  以上成果近期以“The synergistic blood-vessel-embolization of coagulation fusion protein with temperature sensitive nanogels in interventional therapies on hepatocellular carcinoma”为题，发表在《Chemical Engineering Journal》上。

  论文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2021.134357