項目文章 | 轉錄組測序助力徐輝雄教授團隊最新成果登陸Nature Communication _健康小知識

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外科手術是實體腫瘤的一線治療手段。然而，據不完全統計，高達30%-40%的癌癥患者在術后5年內發生復發或轉移，并且術后復發轉移是導致癌癥患者死亡的重要原因。目前，侵入性手術對腫瘤和腫瘤微環境的生物學效應及具體機制尚不清楚。闡明術后腫瘤復發的誘發機制對于開發潛在的輔助治療策略，規避術后不良反應，延長患者的生存期尤為必要。
復旦大學附屬中山醫院徐輝雄教授團隊繼去年報道了一種以生物凝膠原位支架為基礎的化學免疫療法-OX&IPI549@Gel治療不完全微波消融腫瘤的新策略后，近期該團隊在NatureCommunication（IF17.694）發表題為“Nanoparticle-enhancedradiotherapysynergizeswithPD-L1blockadetolimitpost-surgicalcancerrecurrenceandmetastasis”的文章。該研究運用轉錄組測序（中科新生命提供服務）和免疫相關實驗數據研究了外科手術（SR）對腫瘤微環境（TME）的生物學效應和分子機制，并針對性開發了一種放射免疫療法——使用放射免疫刺激納米藥物（IPI549@HMP）結合放療（RT）并與aPD-L1聯用，為術后癌癥復發和轉移的治療干預提供了新策略。

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研究材料
CT26和B16F10細胞系， BALB/c和C57BL/6雌性小鼠
技術路線
步驟1：機制研究
a)小鼠模型研究SR后殘余腫瘤生長情況、小鼠生存情況；
b)RNA-Seq、多色免疫熒光染色（PIF）和流式細胞（FCM）檢測研究SR后免疫抑制TME的形成機制；
步驟2：納米藥物IPI549@HMP的制備及表征
a)IPI549@HMP的制備及理化性質分析；
b)體內、體外實驗評價IPI549@HMP的放療增敏效應及藥代動力學和安全性；
步驟3：療效評估
a)荷瘤小鼠靜脈注射IPI549@HMP治療，分析納米藥物對SR后殘余腫瘤生長的抑制效果；
b)荷瘤小鼠接受不同療法后，與免疫反應相關細胞類群和分子標記物的檢測；
c)模擬腫瘤細胞遠端轉移實驗，研究不同療法對腫瘤轉移灶的抑制作用；
d)模擬繼發性腫瘤接種實驗，研究不同療法對腫瘤復發的抑制作用。
研究結果
1.機制研究：SR驅動的免疫抑制加速了局部腫瘤進展
小鼠接種腫瘤細胞10天后進行SR處理，同時設置未處理組和假手術組對照。相比未處理組， SR處理后小鼠腫瘤起初減少，但后期腫瘤生長加速，最終比對照組小鼠腫瘤更大（圖1a-c），這些結果表明SR后殘留腫瘤的存在加速了癌癥進展。 RNA-Seq數據表明， SR后殘留腫瘤中引發復雜的炎癥反應和缺氧，最終誘導了術后局部免疫抑制TME（圖1d-h）。 PIF和FCM檢測結果進一步證實SR誘導了以缺氧和骨髓細胞的大量浸潤為特征的免疫抑制TME ，從而促進了癌癥進展（圖1i-q）。

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圖1SR驅動的免疫抑制加速了局部腫瘤進展
2.材料制備：基于HMP的納米系統的合成與表征
如圖2a所示，設計合成納米藥物IPI549@HMP用于進一步實驗。理化實驗檢測結果表明IPI549@HMP可作為有效載藥的理想納米載體，并具有超靈敏TME響應藥物釋放效率。體內和體外實驗結果進一步證明IPI549@HMP為低毒性納米顆粒，可以安全地靜脈內給藥；此外IPI549@HMP還具備高生物相容性及出色的腫瘤特異性磁共振成像能力（圖2b-i）。

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圖2基于HMP的納米平臺的原理圖和特性
3.IPI549@HMP療效評估
3.1IPI549@HMP+RT抑制術后腫瘤進展
對CT26荷瘤小鼠（結直腸癌模型）靜脈注射IPI549@HMP治療后，體內光聲成像、血氧飽和O2檢測和HIF-1α染色結果證實IPI549@HMP具備出色的靶向腫瘤富集和緩解腫瘤缺氧狀態的能力。此外，腫瘤術后復發小鼠模型經IPI549@HMP聯合RT治療后，殘留腫瘤的生長速度最慢，所有小鼠均存活60天，完全緩解率為50%（圖3a-f）。這一療效在黑色素瘤小鼠模型中得到了驗證。