近红外光诱导的光热免疫联合治疗系统在肺癌骨转移治疗中的协同抗肿瘤与骨修复作用

　　针对肺癌骨转移微环境免疫抑制和骨破坏难题，广东团队开发了负载黑磷纳米片(BPNSs)和STING激动剂(SA)的可注射水凝胶系统BP@Gel-CD[SA]。该系统通过NIR-II光热治疗(PTT)诱导免疫原性细胞死亡(ICD)，协同激活cGAS-STING通路，显著增强CD8+ T细胞浸润并抑制调节性T细胞(Tregs)，同时BPNSs降解产物促进骨再生。该研究为肺癌骨转移提供了兼具局部肿瘤清除、系统免疫激活和骨修复功能的多模式治疗方案。

　　

肺癌是全球癌症相关死亡的首要原因，约50%患者会发生骨转移，导致骨溶解、病理性骨折等骨骼相关事件。尽管免疫检查点抑制剂已成为晚期肺癌一线治疗，但骨转移灶因其"冷"肿瘤微环境(TME)对免疫治疗反应不佳。同时，手术刮除后的骨缺损修复也是临床难题。如何打破免疫抑制微环境、实现肿瘤清除与骨再生双重效果，成为亟待解决的科学问题。

广东省人民医院团队在《Bioactive Materials》发表研究，开发了基于黑磷纳米片(BPNSs)和STING激动剂(SA)的可注射水凝胶系统BP@Gel-CD[SA]。该系统通过主客体相互作用将SA封装于β-环糊精纳米盒中，结合BPNSs的光热/光动力性能，实现了近红外(NIR)光触发的协同治疗。研究采用液相剥离法制备BPNSs，通过光聚合构建水凝胶；建立股骨移植瘤小鼠模型评估抗肿瘤效果；通过单细胞RNA测序分析TME变化；采用Micro-CT和组织染色评估骨再生能力。

【2.1 水凝胶的合成与性能】
研究人员通过液相剥离法制备平均横向尺寸200nm的BPNSs，其高分辨率TEM显示良好结晶性。将丙烯酰胺修饰的β-环糊精(AAm-β-CD)与明胶甲基丙烯酰(GelMA)共价交联形成Gel-CD水凝胶，加入BPNSs后光聚合形成BP@Gel-CD。流变测试显示BPNSs使水凝胶储能模量(G′)显著提高，压缩模量从Gel-CD的12.3kPa增至BP@Gel-CD的32.7kPa。SA通过主客体相互作用装载后，可实现持续10天的缓释。

【2.2 光热性能与细胞毒性】
含200ppm BPNSs的水凝胶在808nm激光(1W/cm²
)照射6分钟后升温约20°C。Calcein-AM/PI染色显示BP@Gel-CD+NIR组A549细胞几乎全部死亡(红色)，而单独BPNSs或激光组细胞存活(绿色)。流式检测显示该组细胞凋亡/坏死率达68.3%，ROS生成量较对照组高3.5倍。

【2.3 ICD诱导与STING激活】
BP@Gel-CD+NIR处理使LLC细胞高迁移率族蛋白B1(HMGB1)分泌增加2倍，钙网蛋白(CRT)膜暴露提高2倍，ATP释放量达对照组的5倍。Western blot显示BP@Gel-CD[SA]+NIR组磷酸化STING(p-STING)、TBK1(p-TBK1)和IRF3(p-IRF3)表达最高，IFN-β分泌量较Gel-CD组提高4倍。与经处理的LLC细胞共培养后，骨髓来源树突细胞(BMDCs)成熟比例(CD80⁺
CD86⁺
)达26.6%，是对照组的3.2倍。

【2.4 肿瘤复发抑制】
在股骨移植瘤完全刮除模型中，BP@Gel-CD[SA]+NIR组4周完全缓解率60%，而Gel-CD组无缓解且生存率仅60%。脾脏流式显示该组CD8⁺
T细胞比例(15.7%)是对照组2倍，CD8⁺
CCR7⁺
记忆T细胞达37.9%。主要器官H&E染色未发现明显炎症。

【2.5 免疫微环境调控】
未经刮除的肿瘤模型中，BP@Gel-CD[SA]+NIR组肿瘤质量最小，仅为Gel-CD组的1/5。流式显示肿瘤内CD8⁺
CD25⁺
活化T细胞比例(16.84%)是对照组10倍，而CD4⁺
Foxp3⁺
Tregs比例从30%降至11.7%。引流淋巴结中成熟DCs比例显著增加。

【2.6 单细胞转录组分析】
38,673个细胞的测序揭示BP@Gel-CD[SA]+NIR组肿瘤细胞比例从91%降至82%，淋巴细胞和巨噬细胞增加。基因集富集分析(GSEA)显示免疫细胞中"免疫应答"、"炎症反应"通路显著激活。M1型巨噬细胞特征基因表达上调。

【2.7 远端肿瘤抑制】
在双侧股骨移植瘤模型中，BP@Gel-CD[SA]+NIR组远端肿瘤体积最小，Ki67表达降低。流式显示脾脏CD8⁺
CD25⁺
T细胞(6.92%)和CD80⁺
CD86⁺
DCs(23.45%)比例显著升高。

【骨再生功能验证】
体外实验显示BP@Gel-CD提取物使C3H10细胞碱性磷酸酶(ALP)活性提高2.9倍，矿化结节增加3倍，Runx2和COL-1基因表达分别上