納米脂質體在腦膠質瘤免疫治療中的應用進展

羅 嵐 陳 蕓 2

·綜述與進展·

納米脂質體在腦膠質瘤免疫治療中的應用進展

羅 嵐1陳 蕓1 2

1.遵義醫科大學珠海校區，廣東珠海 519090；2.北京大學深圳醫院超聲影像科，廣東深圳 518000

腦膠質瘤是一種中樞神經系統原發性腦腫瘤，占所有腦惡性腦瘤的80%，是原發性腦腫瘤死亡的主要原因。腦膠質瘤手術及放、化療療效欠佳，免疫治療是當前較熱點的治療方法之一，但由于血-腦脊液屏障和血腦腫瘤屏障的阻礙，藥物不能到達中樞神經系統或達不到有效藥物濃度。脂質體是由與細胞膜相同的材料制成的一個微小囊泡，具有包裹多種治療腫瘤和其他疾病藥物的能力。將藥物包裹在納米脂質體中可以保護藥物不被降解，增加到達腫瘤部位的藥物量，從而達到提高治療效果，降低藥物不良反應，提高治療安全性的作用。本文從脂質體改善腦膠質瘤免疫微環境、保護藥物穩定性，提高藥物安全性，及協同其他治療方式提高免疫治療效果方面展開綜述。

脂質體；腦膠質瘤；免疫治療；免疫微環境；藥物遞送

腦膠質瘤是指起源于腦神經膠質細胞的腫瘤，是常見的原發性顱內腫瘤，2021年版世界衛生組織中樞神經系統腫瘤分類將腦膠質瘤分為1～4級，其中1、2級為低級別腦膠質瘤，3、4級為高級別腦膠質瘤；我國腦膠質瘤年發病率為5～8個/10萬[1]。膠質瘤是較嚴重和危及生命的癌癥類型之一，占原發性腦腫瘤的40%[2]。在所有腦和其他中樞神經系統惡性腫瘤中常見的是膠質母細胞瘤（占48%），其5年相對存活率為5%，惡性膠質瘤是中樞神經系統疾病導致死亡的第二個原因（僅次于腦卒中）[3,4]。目前確定的兩個危險因素是：暴露于高劑量電離輻射和與罕見綜合征相關的高外顯率基因遺傳突變。此外，亞硝酸鹽食品、病毒或細菌感染等致癌因素也可能參與腦膠質瘤的發生[5]。膠質瘤的特點是侵襲性嚴重、腫瘤與周圍正常組織界限模糊、手術切除困難、復發率高[6]，所以單靠手術無法根治，術后一般均輔以放、化療，但由于血-腦脊液屏障和血腦腫瘤屏障的阻礙、放射劑量限制致其臨床效果不佳，只能適度提高生存率[7]。

免疫療法是腫瘤治療的一場革命[8]。多項研究表明，膠質瘤腫瘤微環境具有免疫抑制性，可調節抗腫瘤免疫反應[9]。腦腫瘤免疫抑制的機制主要源于三個關鍵特征：微環境中的分泌因子、腫瘤細胞內在特性和免疫抑制性骨髓細胞的富集[10]。脂質體與免疫系統的相互作用涉及到一些器官、組織和細胞（如巨噬細胞、T細胞等），其相互作用可以在非特異性或特異性免疫系統中進行，從而避免免疫系統識別、抑制和增強免疫反應[11]。Yaghi等[12]證明納米顆粒脂質體可以通過靶向細胞內免疫通路來指導治療反應，目前已有的免疫治療方法包括：免疫檢查點抑制劑、樹突狀疫苗、細胞因子療法、免疫毒素、病毒治療、腫瘤相關巨噬細胞治療等。各種免疫治療方法的應用，特別是聯合治療策略已被證實對膠質瘤有效[13]。

1 脂質體組成與藥物遞送作用

脂質體是一個微小的囊泡，由與細胞膜相同的材料制成。脂質體是藥物遞送中應用廣泛的藥物載體，因為其具有優越的理化性質和優異的生物相容性，是目前被美國食品藥品監督管理局批準用于臨床的納米顆粒系統[14]。脂質體具有可以包裹多種藥物的能力，用于輸送治療癌癥和其他疾病的藥物[15]，因為其可以改變相關組分的特定性質，如脂質組成、電荷、大小、抗原的包封或佐劑等，是用于遞送抗原的重要載體系統[16]。與傳統的藥物遞送系統相比，使用納米顆粒進行藥物遞送具有包括高穩定性、與靶向相關的特異性及遞送親水性和疏水性藥物分子的能力的優勢[17]。將藥物包裹在納米載體中可以保護藥物不被降解，增加到達腫瘤部位的藥物劑量，降低不良反應的強度，從而可以達到臨床治療的安全性[18]。

2 脂質體在腦膠質瘤免疫治療中的應用

2.1 脂質體可以改善腦膠質瘤免疫微環境

應用脂質體可促進膠質瘤微環境中的巨噬細胞極化。Zheng等[19]構建的諾基醇-雙硫-銅復合遞送系統腦靶向脂質體，通過調節哺乳動物雷帕霉素靶點重塑腫瘤代謝和腫瘤微環境，促進巨噬細胞極化，觸發腫瘤細胞自噬誘導免疫原性細胞死亡。一種用于靶向神經膠質瘤微環境和巨噬細胞定向免疫治療的白蛋白仿生遞送系統可有效抑制膠質瘤細胞的增殖，并將原腫瘤相關巨噬細胞M2極化轉變為抗腫瘤M1極化，可解除免疫抑制引發細胞毒性T細胞的免疫應答[20]。甘露糖基化脂質體可通過提高體外CD86/CD206的表達來促進M0和M2向M1表型的極化，并抑制膠質瘤的生長增強免疫調節抗腫瘤[21]。給予小鼠脂質體60min產生穩定的血漿濃度能夠導致M2樣腫瘤相關的小膠質細胞/巨噬細胞復極化為殺腫瘤的M1表型并激活自然殺傷細胞向膠質母細胞瘤內募集，從而觸發膠質母細胞瘤和干細胞的凋亡[22]。紫杉醇負載的人參皂苷脂質體系統通過激活神經膠質瘤的免疫微環境，促進CD8（+）T細胞數量增加的T細胞免疫反應，增加M1/M2比例，并減少調節性T細胞和髓源性抑制細胞，顯著延長老鼠的中位生存時間[23]。

此外，脂質體的應用可改善腫瘤免疫抑制來提高抗腫瘤效果。Sayour等[24]研究了脂質體封裝RNA形成的RNA-NPs，可以在24h內激活全身及腫瘤內免疫，導致全身器官和腫瘤微環境中細胞程序性死亡受體-1、CD86+骨髓細胞的百分比顯著增加，抗PD-L1單克隆抗體與RNA-NP的同時給藥增加了外周腫瘤內PD-1+與CD8+細胞的百分比，可對單藥治療效果差的免疫“冷”腫瘤模型中引發協同抗腫瘤反應。新型疫苗制劑 M/CpG-ODN-TRP2-Lipo，其目的是通過減輕腫瘤中的免疫抑制環境來改善抗腫瘤反應[25]。開發增強和維持T細胞代謝的生理特性以防止T細胞失活并促進腫瘤微環境中效應器功能的方法是改進基于細胞癌癥免疫療法的迫切需要[26]。Haw等[27]利用疏水作用將脂質插入并將功能Tre基團引入T細胞表面，將含有雙環的脂質體阿伐麥布點擊到細胞表面。阿伐麥布可在循環和外滲時被抑制在T細胞表面，局部釋放使T細胞膜內膽固醇濃度增加，誘導T細胞受體快速聚集，持續活化T細胞，達到免疫治療的作用。

2.2 保護包裹藥物及提高藥物安全性

RNA納米顆粒可用于在體內激活樹突狀細胞（dendritic cell，DC），在一項小型I期臨床試驗中，RNA脈沖DC疫苗已被證明是安全的[28]。Sayour等[29]篩選納米脂質體可以將RNA封裝成70～200nm的顆粒，保護核酸不被降解，并將其輸送到淋巴器官的抗原提呈細胞，激活外周T細胞來對抗顱內惡性腫瘤。脂化色胺以共同遞送喜樹堿和姜黃素的神經遞質類似物修飾的脂質體[30]。Zhang等[31]開發了一種包裹綠原酸的聚乙二醇脂質體，并通過體內及體外實驗驗證聚乙二醇脂質體包裹綠原酸可提高綠原酸的體內穩定性，增強綠原酸的抗腫瘤免疫能力，降低了給藥頻率，提高了患者治療的依從性。體內研究結果表明，該脂質體抗腫瘤作用可延長小鼠的存活時間并減少腫瘤體積，脂質體提高了生物安全性，且表明其具有主動靶向仿生效果[32]。

2.3 協同其他治療方式提高免疫治療效果

已知光動力療法可有效誘導抗腫瘤免疫反應。一種可臨床轉化適用于光動力療法的納米顆粒，通過增強在腫瘤組織中滲透性和滯留效應，在近紅外光激活時釋放熱量和單線態氧來殺傷腫瘤細胞。在膠質母細胞瘤模型大鼠及在免疫功能低下的裸鼠中驗證表明，納米顆粒與近紅外光照射相結合可能是通過誘導HSP70表達可以有效地誘導惡性膠質瘤的腫瘤特異性免疫反應[33]。研究人員發現，含有紫杉醇（paclitaxel，PTX）的中性粒細胞（neutrophils，NEs）攜帶脂質體可以穿透大腦，腫瘤切除后釋放的炎癥因子引導NEs進入大腦，并觸發NEs釋放脂質體傳遞到手術切除后剩余的腫瘤細胞，可有效地減緩腫瘤的復發，顯著提高其存活率，但并不能完全抑制腫瘤的再生[34]。免疫檢查點抑制劑與PTX負載的脂質體包封在多孔ZGO@Tio2內部形成ZGO@Tio2@ALP由NEs遞送可穿透血-腦脊液屏障，超聲照射膠質瘤部位引發ZGO@Tio2@ALP產生活性氧，導致脂質體對PTX的破壞和抗程序性死亡受體抗體的釋放，殺死腫瘤并引起局部炎癥，進而吸引更多的ZGO@Tio2@ALP-NEs遷移到腫瘤部位進行增強和持續治療，使小鼠的存活率從0提高到40%，并可對腫瘤復發進行長期免疫監測[35]。

AL3810是具有極好的vβ3結合親和性的藥物，負載Mn修飾脂質體，有效下調表皮生長因子受體蛋白，誘導膠質瘤細胞凋亡，抑制膠質瘤；并將AL3810轉入膠質瘤，在多次給藥后也延長了預期的壽命。且該脂質體免疫原性弱，似乎具有安全有效的臨床可轉化性[36]。替莫唑胺輸送到腦膠質瘤所在部位受到包括血-腦脊液屏障等的各種阻礙，用一種雙靶向免疫脂質體封裝替莫唑胺，研究表明，雙靶向angiopep-2和抗CD133單克隆抗體功能化脂質體促進了替莫唑胺穿過血-腦脊液屏障，并分別通過脂質體介導的胞飲作用和表面標志物CD133增強了替莫唑胺向膠質瘤干細胞的傳遞[37]。Jose等[38]開發了與抗GD2抗體偶聯的免疫脂質體，用于靶向遞送喜樹堿和帕比司他，從體外細胞毒性測定喜樹堿與帕比司他相互作用，已被證明可增強腦腫瘤的治療效果。

2.4 納米脂質體應用于腦膠質瘤免疫治療的挑戰

納米脂質體的大小和形狀會影響膠質瘤治療的效率。膠質瘤體積不僅影響腫瘤的穿透，也影響血-腦脊液屏障的靶向和穿透效率。膠質瘤的形狀會影響血-腦脊液屏障和細胞膜間的內吞作用。從生物安全的角度考慮，使用腦膠質瘤納米顆粒藥物遞送系統應可從腦中去除且無免疫原性或生物毒性的可生物降解材料，避免損傷腫瘤臨近正常組織[39]。腦膠質瘤的固有特征，包括侵襲性、高增殖指數、免疫逃逸能力和遺傳異質性，以及阻礙藥物輸送的血-腦脊液屏障和血腦腫瘤屏障為開發應用于臨床的治療方案帶來了獨特的挑戰[40]。

綜上，納米醫學的快速發展為腫瘤的免疫治療提供了新的思路。納米粒子最明顯的優勢是其可調性，表現為它們可以被設計成各種尺寸、形狀和功能[41]。脂質體可以通過靶向分子進行修飾或裝載各種藥物，從而實現靶向遞送到相應的位置，提高藥物在體內的穩定性，且與其他藥物協同作用，改善腦膠質瘤免疫抑制的微環境來達到抗腫瘤的作用。在過去幾十年里，脂質體已經應用于全身多個系統的藥物遞送，脂質體在腦膠質瘤的治療中可以起到輔助作用來增加抗腫瘤作用。

[1] Komori T. The 2021 WHO classification of tumors, 5th edition, central nervous system tumors: A short review[J]. Brain Nerve, 2022, 74(6): 803–809.

[2] Poonan P, Agoni C, Ibrahim MAA, et al. Glioma-targeted therapeutics: Computer-aided drug design prospective[J]. Protein J, 2021, 40(5): 601–655.

[3] GBD 2016 Brain and Other CNS Cancer Collaborators. Global, regional, and national burden of brain and other NS cancer, 1990-2016: A systematic analysis for the global burden of disease study 2016[J]. Lancet Neurol, 2019, 18(4): 376–393.

[4] Morgan LL. The epidemiology of glioma in adults: a "state of the science" review[J]. Neuro Oncol, 2015, 17(4): 623–624.

[5] 中華人民共和國國家衛生健康委員. 腦膠質瘤診療指南(2022年版). 2022–04–11.

[6] Li J, Tan T, Zhao L, et al. Recent advancements in liposome-targeting strategies for the treatment of gliomas: A systematic review[J]. ACS Appl Bio Mater, 2020, 3(9): 5500–5528.

[7] Bilmin K, Kujawska T, Grieb P. Sonodynamic therapy for gliomas perspectives and prospects of selective sonosensitization of glioma cells[J]. Cells, 2019, 8(11): 1428.

[8] Xu S, Tang L, Li X, et al. Immunotherapy for glioma: Current management and future application[J]. Cancer Lett, 2020, 476: 1–12.

[9] Gieryng A, Pszczolkowska D, Walentynowicz KA, et al. Immune microenvironment of gliomas[J]. Lab Invest, 2017, 97(5): 498–518.

[10] Kwok D, Okada H. T-Cell based therapies for overcoming neuroanatomical and immunosuppressive challenges within the glioma microenvironment[J]. J Neurooncol, 2020, 147(2): 281–295.

[11]Zahednezhad F, Saadat M, Valizadeh H, et al. Liposome and immune system interplay: Challenges and potentials[J]. J Control Release, 2019, 305: 194–209.

[12] Yaghi NK, Wei J, Hashimoto Y, et al. Immune modulatory nanoparticle therapeutics for intracerebral glioma[J]. Neuro Oncol, 2017, 19(3): 372–382.

[13] Yang P, Wang Y, Peng X, et al. Management and survival rates in patients with glioma in China (2004-2010): A retrospective study from a single-institution[J]. J Neurooncol, 2013, 113(2): 259–266.

[14] Almeida B, Nag OK, Rogers KE, et al. Recent progress in bioconjugation strategies for liposome-mediated drug delivery[J]. Molecules, 2020, 25(23): 5672.

[15] Daraee H, Etemadi A, Kouhi M, et al. Application of liposomes in medicine and drug delivery[J]. Artif Cells Nanomed Biotechnol, 2016, 44(1): 381–391.

[16] Zamani P, Momtazi AA, Nik ME, et al. Nanoliposomes as the adjuvant delivery systems in cancer immunotherapy[J]. J Cell Physiol, 2018, 233(7): 5189–5199.

[17] Petros RA, De Simone JM. Strategies in the design of nanoparticles for therapeutic applications[J]. Nat Rev Drug Discov, 2010, 9(8): 615–627.

[18] Bozzato E, Bastiancich C, Préat V. Nanomedicine: A useful tool against glioma stem cells[J]. Cancers (Basel), 2020, 13(1): 9.

[19] Zheng Z, Zhang J, Jiang J, et al. Remodeling tumor immune microenvironment (TIME) for glioma therapy using multi-targeting liposomal codelivery[J]. J Immunother Cancer, 2020, 8(2): e000207.

[20] Zhao P, Wang Y, Kang X, et al. Dual-targeting biomimetic delivery for anti-glioma activity via remodeling the tumor microenvironment and directing macrophage-mediated immunotherapy[J]. Chem Sci, 2018, 9(10): 2674–2689.

[21] Ye J, Yang Y, Dong W, et al. Drug-free mannosylated liposomes inhibit tumor growth by promoting the polarization of tumor-associated macrophages[J]. Int J Nanomedicine, 2019, 14: 3203–3220.

[22] Mukherjee S, Baidoo JNE, Sampat S, et al. Liposomal Tri Curin, a synergistic combination of curcumin, epicatechin gallate and resveratrol, repolarizes tumor-associated microglia/macrophages, and eliminates glioblastoma (GBM) and GBM stem cells[J]. Molecules, 2018, 23(1): 201.

[23] Zhu Y, Liang J, Gao C, et al. Multifunctional ginsenoside Rg3-based liposomes for glioma targeting therapy[J]. J Control Release, 2021, 330: 641–657.

[24] Sayour EJ, Grippin A, De Leon G, et al. Personalized tumor RNA loaded lipid-nanoparticles prime the systemic and intratumoral milieu for response to cancer immunotherapy[J]. Nano Lett, 2018, 18(10): 6195–6206.

[25] Lai C, Duan S, Ye F, et al. The enhanced antitumor- specific immune response with mannose-and CpG- ODN-coated liposomes delivering TRP2 peptide[J]. Theranostics, 2018, 8(6): 1723–1739.

[26]Christofides A, Tijaro-Ovalle NM, Boussiotis VA. Commentary on: Combination of metabolic intervention and T cell therapy enhances solid tumor immunotherapy[J]. Immunometabolism, 2021, 3(2): e210016.

[27] Hao M, Hou S, Li W, et al. Combination of metabolic intervention and T cell therapy enhances solid tumor immunotherapy[J]. Sci Transl Med, 2020, 12(571): eaaz6667.

[28] Melnick K, Dastmalchi F, Mitchell D, et al. Contemporary RNA therapeutics for glioblastoma[J]. Neuromolecular Med, 2022, 24(1): 8–12.

[29] Sayour EJ, De Leon G, Pham C, et al. Systemic activation of antigen-presenting cells via RNA-loaded nanoparticles[J]. Oncoimmunology, 2016, 6(1): e1256527.

[30] Wang Z, Wang X, Yu H, et al. Glioma-targeted multifunctional nanoparticles to co-deliver camptothecin and curcumin for enhanced chemo-immunotherapy[J]. Biomater Sci, 2022, 10(5): 1292–1303.

[31] Zhang Y, Yang Y, Ye J, et al. Construction of chlorogenic acid-containing liposomes with prolonged antitumor immunity based on T cell regulation[J]. Sci China Life Sci, 2021, 64(7): 1097–1115.

[32] Li J, Zeng H, You Y, et al. Active targeting of orthotopic glioma using biomimetic liposomes co-loaded elemene and cabazitaxel modified by transferritin[J]. J Nanobiotechnology, 2021, 19(1): 289.

[33] Shibata S, Shinozaki N, Suganami A, et al. Photo- immune therapy with liposomally formulated phospholipid-conjugated indocyanine green induces specific antitumor responses with heat shock protein-70 expression in a glioblastoma model[J]. Oncotarget, 2019, 10(2): 175–183.

[34] Xue J, Zhao Z, Zhang L, et al. Neutrophil-mediated anticancer drug delivery for suppression of postoperative malignant glioma recurrence[J]. Nat Nanotechnol, 2017, 12(7): 692–700.

[35] Li Y, Teng X, Wang Y, et al. Neutrophil delivered hollow titania covered persistent luminescent nanosensitizer for ultrosound augmented chemo/immuno glioblastoma therapy[J]. Adv Sci (Weinh), 2021, 8(17): e2004381.

[36] Li J, Lu J, Guo H, et al. A pentapeptide enabled AL3810 liposome-based glioma-targeted therapy with immune opsonic effect attenuated[J]. Acta Pharm Sin B, 2021, 11(1): 283–299.

[37] Kim JS, Shin DH, Kim JS. Dual-targeting immunoliposomes using angiopep-2 and CD133 antibody for glioblastoma stem cells[J]. J Control Release, 2018, 269: 245–257.

[38] Jose G, Lu YJ, Hung JT, et al. Co-delivery of CPT-11 and panobinostat with anti-GD2 antibody conjugated immunoliposomes for targeted combination chemotherapy[J]. Cancers (Basel), 2020, 12(11): 3211.

[39] Li J, Zhao J, Tan T, et al. Nanoparticle drug delivery system for glioma and its efficacy improvement strategies: A comprehensive review[J]. Int J Nanomedicine, 2022, 15: 2563–2582.

[40] Raj D, Agrawal P, Gaitsch H, et al. Pharmacological strategies for improving the prognosis of glioblastoma[J]. Expert Opin Pharmacother, 2021, 22(15): 2019–2031.

[41] Yang M, Li J, Gu P, et al. The application of nanoparticles in cancer immunotherapy: Targeting tumor microenvironment[J]. Bioact Mater, 2020, 6(7): 1973–1987.

深圳市“醫療衛生三名工程”項目（SZSM202111011）

陳蕓，電子信箱：chenyun6308@139.com

（2022–08–05）

（2022–10–10）

R973.4

A

1673–9701(2022)36–0120–04