我国科学家突破肿瘤基因编辑技术瓶颈 纳米递送系统联合光动力疗法显成效

问题——光动力疗法(PDT)因可控性强、创伤相对较小,被广泛用于多种肿瘤治疗及辅助治疗。但实际应用中,一些肿瘤细胞会通过增强抗氧化能力、清除活性氧(ROS)等方式逐步形成耐受,使疗效下降。如何在不明显增加全身毒性的前提下打破耐受,并更放大免疫治疗效应,成为研究关注的重点。 原因——研究团队从耐受机制切入,结合文献梳理与功能筛选,锁定血红素氧合酶-1(HO-1)为关键靶点。HO-1是细胞抗氧化防御体系中的重要酶,在多类肿瘤中常呈高表达,可减轻ROS对应的损伤,帮助肿瘤细胞抵御外界打击。由于PDT主要依赖ROS实现杀伤,HO-1上调被认为是耐受形成的重要原因之一。研究思路并非“随意敲除某个基因”,而是优先选择病理关联清晰、机制链条可解释且具潜在临床价值的靶点,以提高策略的可转化性。 影响——针对基因编辑疗法在体内递送难的问题,研究构建了核壳式自组装纳米递送体系:外层使用透明质酸,利用其与肿瘤细胞常见高表达受体的结合特性,提高肿瘤部位富集;内核采用精氨酸修饰聚合物携带基因编辑载荷,并加入可与ROS反应生成一氧化氮的设计,用于缓解肿瘤缺氧等不利微环境。整体上,该体系尽量打通“靶向富集—进入细胞—释放载荷—调控微环境”的流程,体现一体化、多功能的设计思路。 在体外实验中,研究在黑色素瘤与肺癌细胞模型验证HO-1靶向编辑效果。基因突变检测与蛋白水平分析显示HO-1表达明显下降。另外,细胞对ROS的敏感性增强,原本对PDT相对耐受的细胞更容易被氧化应激杀伤。研究还发现,这种变化在细胞传代后仍可延续,提示基因层面的干预可能比药物抑制更持久,为降低复发与耐药风险提供了新的解释。 在动物实验中,研究在两类肿瘤小鼠模型评估联合治疗效果:单次静脉给药后配合近红外光照,可获得明显抑瘤效果,肿瘤抑制率较高。检测结果显示,肿瘤组织中可见一定比例的靶基因编辑成功,纳米载体在肿瘤部位富集更明显,在主要脏器分布相对较少。安全性评估未见主要器官明显毒性信号,免疫细胞中也未检测到显著非靶向编辑迹象。整体提示,在相对可控的安全边界内,通过增强肿瘤局部有效作用强度,可能实现更高的治疗收益。 对策——为解释“疗效为何更持久”,研究进一步从肿瘤免疫机制进行分析。PDT可诱导免疫原性细胞死亡,释放损伤相关分子并暴露肿瘤抗原,为免疫系统识别提供信号;在HO-1被敲除后,肿瘤细胞对ROS更敏感,使免疫原性细胞死亡被进一步放大。随后,抗原呈递细胞摄取肿瘤相关抗原并在淋巴结等部位启动T细胞应答,治疗组肿瘤组织中效应T细胞浸润增加,免疫抑制性细胞减少。研究据此提出“原位疫苗”式解释:无需体外制备个体化疫苗,而是在肿瘤局部通过组合策略激活系统性免疫反应,为肿瘤免疫治疗提供一种可复制的技术路线。 前景——业内认为,该研究对肿瘤联合治疗的启示主要体现在三上:第一,从耐受机制出发选择靶点,以“临床问题—分子靶点—技术工具”的路径推进研究,有助于提高成果的可理解性与延展性;第二,递送系统与治疗机理同步设计,有利于缓解“能编辑但难送达”的瓶颈;第三,将局部物理治疗与免疫激活结合,为提升长期控制率提供新思路。同时,相关策略走向临床仍需在更大样本与更复杂模型中验证,尤其要在不同肿瘤类型、不同免疫背景以及长期随访条件下,对安全性、脱靶风险、给药与光照参数标准化等问题进行系统评估。

打破肿瘤治疗中的“耐受墙”,需要机制牵引、工程支撑和联合策略合力推进;未来,围绕明确靶点的精准干预与可控递送的改进,若能在安全性、可重复性与临床可达性上同步取得进展,肿瘤综合治疗有望在疗效强度与持续性上实现新的突破。