长春应化所陈学思院士、贺超良研究员团队 AFM：一种组织黏附性、免疫刺激多功能水凝胶用于肿瘤化疗/免疫治疗及术后伤口修复

2024-01-07 来源：高分子科技

中科院长春应化所陈学思研究员和贺超良研究员团队，采用人血清白蛋白（HSA）纳米粒子与邻苯二醛封端的4臂聚乙二醇（4aPEG-OPA）作为原料，开发了一种同时负载免疫佐剂咪喹莫特（R837)与化疗药物阿霉素（DOX）的组织黏附性免疫水凝胶，用于肿瘤化疗/免疫联合治疗以及促进术后伤口修复。

手术切除是目前临床实体瘤的首选治疗方式。然而，术后残余肿瘤及转移肿瘤细胞容易引起肿瘤复发。另外，由于肿瘤切除手术造成的伤口易引起潜在的并发症和出血。因此，开发能有效抑制肿瘤术后复发并促进手术创面愈合修复的多功能医用材料具有重要意义，也是一大挑战。

近期，中科院长春应化所陈学思研究员和贺超良研究员团队，采用人血清白蛋白（HSA）纳米粒子与邻苯二醛封端的4臂聚乙二醇（4aPEG-OPA）作为原料，开发了一种同时负载免疫佐剂咪喹莫特（R837)与化疗药物阿霉素（DOX）的组织黏附性免疫水凝胶，用于肿瘤化疗/免疫联合治疗以及促进术后伤口修复。

该研究团队先利用HSA包载疏水性免疫佐剂R837，获得一种纳米粒子（R837@HNs），进一步将其与4aPEG-OPA混合，交联形成水凝胶的同时，共混负载化疗药物阿霉素（DOX），得到一种组织黏附性、免疫刺激水凝胶（(DOX+R837@HN)@Gel），用于肿瘤的化疗/免疫联合治疗。另一方面，由于水凝胶中未反应的OPA基团可与组织中氨基进行缩合反应而赋予了该凝胶的组织黏附性，同时基于HSA的抗氧化性能，他们进一步研究了水凝胶用于术后止血以及促进伤口愈合性能（图1）。

图1. 多功能水凝胶用于癌症免疫治疗、伤口修复和止血。

他们通过构建多种小鼠肿瘤模型（包括单侧瘤模型、双侧瘤模型、术后切除及再挑战模型），研究了该免疫凝胶的抗肿瘤疗效。在单侧瘤模型中，该免疫刺激水凝胶可显著抑制肿瘤增长，并且引起强的抗肿瘤免疫响应。当联合免疫检查点阻断治疗抗体（anti-PD-1）时，可以进一步增强抗肿瘤免疫响应与肿瘤抑制效果。通过双侧瘤模型结果表明，(DOX+R837@HN)@Gel联合anti-PD-1治疗可引起全身抗肿瘤免疫，显著抑制远端瘤的生长。进一步通过构建术后切除及再挑战模型，结果表明，该联合治疗可显著抑制术后肿瘤复发，使得肿瘤术后复发率由70%降至10%，而且，治愈鼠体内展现出长期的抗肿瘤免疫记忆性能（图2）。

图2. 化疗/免疫联合治疗后预防肿瘤术后复发和长期免疫记忆效果。

另一方面，他们通过分别构建大鼠肝脏止血模型与小鼠全层皮肤伤口模型，研究了该组织黏附性水凝胶的伤口止血性能与促伤口愈合性能。结果表明，该水凝胶可促进组织伤口快速止血，并有效促进皮肤伤口的愈合（图3）。以上结果表明，该多功能水凝胶在改善肿瘤手术治疗预后方面具有很大的应用潜力。论文第一作者为中科院长春应化所的博士生王天然，长春应化所的贺超良研究员为该论文的通讯作者。

图3. 水凝胶用于体内止血与伤口愈合的性能。

论文信息：Tianran Wang, Junfeng Ding, Shuang Liang, Zhiqiang Lin, Jiaxuan Yang, Zhen Zhang, Zheng Zou, Gao Li, Xuesi Chen and Chaoliang He^*. An Adhesive Immune-Stimulating Multifunctional Hydrogel for Potent Tumor Chemoimmunotherapy and Postoperative Wound Healing Promotion. Adv. Funct. Mater. 2023, 2312360

原文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202312360

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（责任编辑：xu）

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