膀胱癌多途径药物治疗：基于叶酸靶向的复合多功能药物诱导铁死亡和免疫原性死亡及增强膀胱癌免疫治疗疗效
膀胱癌的单一疗法或单一模式治疗不足以实现精准有效的临床治疗。因此，探索针对膀胱癌特点的新型药物和治疗策略至关重要。近期，兰州大学第二医院泌尿外科王志平教授团队的史一博博士在Materials Today Bio（中科院一区）发表研究论文，该研究开发新型复合多功能靶向药物DOX-ICG@Fe/FeO-PPP-FA（DIFP-FA）。
DIFP-FA由叶酸（FA）修饰的Fe/FeO-PNIPAM-PEG-PLGA（PPP）外壳包裹着化疗药物多柔比星（DOX）和声敏剂吲哚菁绿（ICG）。DIFP-FA利用FA靶向到膀胱癌细胞中，化疗剂DOX诱导DNA损伤，而ICG在超声的作用下产生单线态氧（1O2）用于声动力治疗（SDT）。Fe/FeO NCs通过Fenton反应产生羟基自由基（·OH）进行化学动力治疗（CDT）。DIFP-FA通过SDT/CDT和化疗的协同治疗实现对膀胱癌的有效根除。DIFP-FA联合疗法可诱导肿瘤细胞发生铁死亡和免疫原性细胞死亡（ICD）。由此产生的损伤相关分子模式（dDAMPs）可通过“免疫点火”，促进树突状细胞成熟、细胞因子分泌和细胞毒性T淋巴细胞浸润，刺激宿主的适应性免疫反应。
DIFP-FA协同疗法可增强PD-1检查点阻断的抗肿瘤功效，从而根除耐药肿瘤。DIFP-FA的联合治疗策略具备高效抗肿瘤活性的同时展现出良好的生物安全性，为克服膀胱癌耐药，增强膀胱癌治疗，实现精准免疫协同治疗提供了创新性解决方案。
复合多功能靶向药物DIFP-FA通过整合化疗、声动力疗法（SDT）、化学动力疗法（CDT）等多种治疗方式，诱导铁死亡和免疫原性细胞死亡（ICD）示意图。与抗PD-1疗法联合使用时，它可以有效消除免疫耐受的肿瘤。
1.膀胱癌细胞系普遍高表达叶酸受体（folate receptor，FOLR），为叶酸靶向治疗提供了理论基础。叶酸修饰的DIFP-FA显著提高了药物在膀胱癌细胞中的摄取效率和靶向性。DIFP-FA联合US可诱导UMUC-3和T24细胞内大量ROS生成，显著降低细胞活力。DIFP-FA联合US导致膀胱癌类器官（PDOs）结构崩解破坏并诱导大量细胞死亡。DIFP-FA特异性靶向膀胱癌组织，从而最小化全身应用的潜在毒性。
图1. DIFP-FA在BC细胞和PDO中的细胞摄取和DIFP-FA的协同治疗毒性。(A) UMUC-3和T24细胞系中FOLR表达的CLSM图像；绿色：FOLR，蓝色：细胞核，比例尺=100 μm。(B) 与UMUC-3和T24细胞共孵育4小时后游离ICG、DIFP和DIFP-FA的CLSM图像；红色：ICG，蓝色：细胞核，比例尺=20μm。使用DCFH-DA进行不同处理后，通过流式细胞术评估UMUC-3(C) 和T24(D) 细胞中的ROS生成。(E) UMUC-3和T24细胞与不同浓度的DIFP-FA共孵育4小时，有或没有US刺激的情况下的细胞活力。(F) 经过不同处理后用Calcein-AM/PI染色的UMUC-3和T24细胞的荧光显微镜图像；绿色：活细胞，红色：死细胞，比例尺=100μm。(G) BC-PDOs的初始明场图像，以及DIFP-FA孵育24小时后的明场和AM/PI染色图像；绿色：活细胞，红色：死细胞，比例尺=100μm。(H) BC-PDOs的初始明场图像，以及DIFP-FA孵育24小时后再进行1分钟US照射后的明场和AM/PI图像。
2. DIFP-FA在24小时内特异性聚集于PDX肿瘤区域（图2），并在48小时后仍维持较高的肿瘤荧光信号。说明DIFP-FA特异性靶向膀胱癌组织，从而最小化全身应用的潜在毒性。
图2. DIFP-FA的生物分布。(A) BC-PDX小鼠尾静脉注射 DIFP-FA后0、12、24和48小时的实时荧光图像。肿瘤部位用黑色虚线圈出。(B) 不同时间点BC-PDX小鼠肝脏和肿瘤平均荧光强度的定量分析。(C) BC-PDX小鼠尾静脉注射 DIFP-FA后24和48小时的肺、心脏、肝脏、脾脏、肾脏和肿瘤的离体荧光图像。
图3. DIFP-FA协同疗法促进免疫细胞浸润并增强体内ICB。（A）DIFP-FA+US联合抗PD-1肿瘤治疗流程图。实验结束时从各组收获的BC-PDX肿瘤的数字图像 (B) 和重量 (C)（n=5）。(D) 线图描绘了治疗开始后14天内BC-PDX肿瘤的大小（n=5）。（E）线图显示从hPBMC尾静脉注射到实验结束（n=5）期间NCG小鼠的体重。实验结束时PDX肿瘤组织中TNF-α (F) 和IFN-γ (G) 的量化。实验结束时肿瘤组织中CD4 (H) 和CD8 (I) 的IHC图像。顶行：整个肿瘤组织的概览（比例尺=1mm或500μm），下行：对应肿瘤组织的局部放大图（比例尺=50μm）。
王志平 教授
兰州大学第二医院泌尿外科教授、主任医师、博导。
国务院特殊津贴专家、国家卫生部有突出贡献的中青年专家。
兰州大学泌尿外科研究所所长和甘肃省泌尿系疾病临床医学中心主任。
中国研究型医院学会泌尿外科专业委员会副主委，中华泌尿外科学会基础学组副组长。
亚洲男科学会常委、中国中西医结合学会泌尿外科专业委员会常委、中国抗癌协会泌尿生殖肿瘤学常委、中华男科学会委员、国家自然科学基金项目评审专家、中华男科学杂志编委。
曾承担主持国家863、国家科技支撑计划项目、国家自然科学基金项目十余项。发表学术论文500余篇，SCI收录刊物238篇。获省部级一等奖3项，二等奖6项，获得国家专利30余项，1998年获吴阶平泌尿外科医学奖。
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编辑：吴梦霞
审核：黄鹏程