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Nature Biomedical Engineering | 基于白蛋白搭便车的纳米抗体-STING激动剂偶联物增强癌症免疫治疗

Nature Biomedical Engineering | 基于白蛋白搭便车的纳米抗体-STING激动剂偶联物增强癌症免疫治疗
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该研究开发了一种模块化的纳米抗体药物递送系统,通过将STING激动剂偶联至抗白蛋白纳米抗体,显著延长其血液循环时间并增加肿瘤部位积累,从而激活先天免疫系统,促进NK和T细胞浸润。该方法还可进一步整合PD-L1靶向结构,增强抗肿瘤免疫应答,具有广泛的临床应用潜力。

 

文献概述
本文《Potentiating cancer immunotherapies with modular albumin-hitchhiking nanobody–STING agonist conjugates》,发表于《Nature Biomedical Engineering》杂志,回顾并总结了一种新型癌症免疫治疗策略。该研究通过构建抗白蛋白纳米抗体与STING激动剂的偶联物,克服了传统STING激动剂在系统性给药时的药代动力学和肿瘤靶向性不足的问题。研究进一步通过引入PD-L1靶向结构,实现双重功能的纳米抗体-STING偶联物,增强抗肿瘤免疫应答并改善免疫抑制性肿瘤微环境。

背景知识
癌症免疫治疗近年来取得重大进展,尤其是靶向PD-1/PD-L1和CTLA-4的免疫检查点抑制剂(ICIs)显著提高了部分患者的生存率。然而,仅有约15%的患者对ICIs有良好反应,主要原因包括肿瘤免疫原性低、肿瘤微环境(TME)免疫抑制性强等。STING激动剂作为激活先天免疫系统的关键分子,能够促进I型干扰素、炎症因子和趋化因子的产生,从而增强T细胞活化与浸润,使肿瘤由“冷”转“热”。然而,传统STING激动剂如环二核苷酸(CDNs)在系统性给药时存在药代动力学差、肿瘤积累不足等问题,限制其临床应用。因此,开发一种可延长循环时间、提高肿瘤靶向性并增强免疫激活的药物递送平台具有重要意义。本研究基于抗白蛋白纳米抗体的“搭便车”策略,构建了STING激动剂偶联物,不仅延长其半衰期,还通过模块化设计引入PD-L1靶向结构,进一步增强其抗肿瘤效果,为系统性癌症免疫治疗提供了新的解决方案。

 

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研究方法与实验
研究人员首先构建了高亲和力的抗白蛋白纳米抗体(nAlb),通过位点特异性生物偶联化学将STING激动剂(diABZI)连接至nAlb,形成nAlb-diABZI偶联物。随后,利用双特异性纳米抗体策略,将抗PD-L1纳米抗体与nAlb融合,构建bivalent纳米抗体–STING偶联物(AP-diABZI),以同时靶向白蛋白和PD-L1。通过体外结合分析、药代动力学、肿瘤靶向性评估及免疫表型分析,验证偶联物在小鼠肿瘤模型中的治疗效果。

关键结论与观点

  • 抗白蛋白纳米抗体偶联的STING激动剂(nAlb-diABZI)在小鼠模型中显著延长药物循环时间,提高肿瘤积累,激活先天免疫应答,促进T细胞和NK细胞浸润,有效抑制肿瘤生长。
  • 通过模块化设计,将抗PD-L1纳米抗体与抗-albumin纳米抗体融合,构建的双特异性偶联物(AP-diABZI)不仅增强肿瘤靶向性,还通过阻断PD-1/PD-L1信号进一步激活适应性免疫应答。
  • nAlb-diABZI偶联物在多个肿瘤模型中均显示出良好的治疗效果,包括作为过继T细胞治疗的新辅助疗法,显著延长生存期并建立长期免疫记忆。
  • AP-diABZI偶联物在PD-L1高表达的EMT6乳腺癌模型中,相比单靶向偶联物,显示出更强的抗肿瘤效果和免疫激活能力。
  • 研究还表明,nAlb-diABZI通过内吞作用进入细胞,并在溶酶体中释放具有活性的STING激动剂,从而有效激活下游信号通路。

研究意义与展望
该研究为癌症免疫治疗提供了一种通用性强、可编程的药物递送策略,通过白蛋白搭便车技术显著提高STING激动剂的药代动力学和肿瘤靶向性。模块化设计允许进一步整合多种靶向结构,为开发多特异性免疫疗法提供了新思路。未来可探索该策略在其他免疫激动剂、抗体-药物偶联物(ADC)或CAR-T细胞疗法中的应用,推动个体化癌症免疫治疗的发展。

 

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结语
本研究提出了一种创新性的模块化纳米抗体-STING激动剂偶联物平台,通过抗白蛋白纳米抗体的搭便车效应,显著增强STING激动剂在血液中的循环时间和肿瘤部位的积累。该系统不仅激活先天免疫细胞,还通过整合PD-L1靶向结构进一步阻断免疫抑制信号,增强适应性免疫应答。研究为系统性癌症免疫治疗提供了新的药物递送模式,具有广泛的应用前景,特别是在难治性、低免疫原性肿瘤的治疗中。

 

文献来源:
Blaise R Kimmel, Karan Arora, Neil C Chada, Justin M Balko, and John T Wilson. Potentiating cancer immunotherapies with modular albumin-hitchhiking nanobody–STING agonist conjugates. Nature Biomedical Engineering.