近日，四川大学华西医院研究人员在权威期刊《Advanced Science》上发表了题为“Enhanced Chemo-Immunotherapy Strategy Utilizing Injectable Thermosensitive Hydrogel for The Treatment of Diffuse Peritoneal Metastasis in Advanced Colorectal Cancer”的研究论文，本研究中，研究人员设计了一种定制的OxP/R848@PLEL水凝胶递送系统，以提高伴有弥漫性PM的晚期CRC的临床获益。这个系统的特点是简单、安全、高效。具体而言，PLEL水凝胶具有良好的可注射性和温敏性，使其能够在腹腔内形成药库，使其成为IPC的较佳载体。奥沙利铂(OxP)是晚期CRC的一线治疗药物，具有细胞毒性，通过诱导免疫原性细胞死亡增强肿瘤的免疫原性。此外，OxP和R848协同增强树突状细胞的成熟，促进细胞毒性T淋巴细胞的扩增，诱导中央记忆性T细胞的形成。此外，R848可将巨噬细胞驯化为抗肿瘤表型。OxP/R848@PLEL能有效清除小鼠腹膜转移灶，完全抑制腹水产生，显著延长小鼠寿命。因此，它为无手术指征的CRC患者的弥漫性PM提供了一种有前景的治疗方法。
研究背景
结直肠癌(CRC)是常见的消化系统恶性肿瘤，具有高发病率和高死亡率的特点。CRC早期诊断率低的原因可能是腹部症状不明确和内镜资源缺乏。在起初诊断时，44%的患者有远处转移。腹膜转移(PM)占所有病例的25%。PM是棘手的转移形式，可导致致癌物消耗、肠梗阻和癌性腹水。癌性腹水发展迅速，导致腹胀、疼痛、食欲不振和其他严重影响患者生活质量的症状。令人担忧的是，CRC合并PM患者的中位总生存期(mOS)为16.3个月，而恶性腹水患者的mOS不超过4个月。
对于弥漫性PM患者，手术并不能延长患者生存期，且存在肠外瘘、伤口感染、伤口裂开等并发症的风险。在这种情况下，姑息性全身化疗是为了较大限度地延长生存期。然而，全身化疗的剂量受到毒性和患者身体状况的限制，导致肿瘤部位的药物浓度不理想，治疗效果一般。因此，腹腔内化疗(IPC)因其可提高腹腔病灶内药物浓度、降低全身不良反应发生率而受到肿瘤研究者的关注。遗憾的是，IPC有一定的局限性，包括药物保留时间有限、药物分布不均，以及潜在的出血、肠穿孔等并发症。因此，开发能够有效清除PM和抑制腹水产生的新型药物制剂势在必行。
OxP/R848@PLEL在腹膜转移模型的抗肿瘤作用
在确定了安全有效的剂量后，研究人员进行了药效学实验，以研究OxP/R848@PLEL中各成分的作用。为了动态评估肿瘤生长，每4天进行一次IVIS，监测肿瘤的发生和发展(图1A)。第4天，小鼠腹部可见边界清楚的椭圆形斑点，表明肿瘤细胞成功定植并形成多个转移灶。对照组随时间延长荧光强度迅速增强。第16天，在对照组的胃韧带和肠系膜中观察到广泛的肿瘤转移(图1B)，表明晚期CRC弥漫性PM模型的建立成功。
图1：OxP/R848@PLEL在PM治疗中的体内药效学研究
通过解剖胃后韧带区域和肠系膜肿瘤结节(图1B)、活体成像荧光强度定量分析(图1C)、测量肿瘤重量(图1F)、评估生存时间(图1D)综合评价抗肿瘤效果。PLEL组小鼠体重正常，主要脏器未见病理损伤(图1G)，表明PLEL水凝胶具有良好的生物相容性。PLEL组OxP/R848的抑瘤率高于PLEL组(90.0% vs 71.2%)，而OxP组和R848组的抑瘤率也高于各自的游离药物组(分别为45.6% vs 31.3%， 11.2% vs 9.16%)。这提示PLEL水凝胶的缓释作用可以延长药物作用时间，增强抗肿瘤疗效。
在CRC患者中，PM的出现意味着疾病的快速进展。OxP是晚期转移性CRC患者的优选一线治疗从荧光强度趋势来看，虽然OxP单药治疗组的荧光强度低于模型组，但仅延缓了肿瘤进展。R848的肿瘤抑制作用可以忽略不计，可能是由于其在诱导免疫应答时缺乏肿瘤特异性。OxP/R848@ PLEL具有较低的肿瘤负荷和超过60天的50%存活率，有望证明其显著的抗肿瘤疗效。此外，这些小鼠未出现腹水，这大大减轻了它们的不适。
体内抗肿瘤作用的机制
在CRC的体内抗pm结果显示了化学免疫治疗的协同作用。基于体外细胞毒性和免疫探索结果，研究人员探讨了OxP/R848的协同抗肿瘤机制。研究人员通过免疫组化染色评估肿瘤组织凋亡(图2A)和增殖(图2B)。TUNEL染色中，蓝色荧光为细胞核，绿色荧光为DNA片段。Ki-67染色中，蓝色表示细胞核，棕色表示Ki-67(一种核增殖抗原)。经OxP/R848处理后，肿瘤组织中肿瘤细胞凋亡明显，增殖能力下降。
图2：OxP/R848的体内抗肿瘤机制
流式细胞术检测脾脏中CD8+ T细胞的增殖情况(图2C)和TME中m1 - tam的比例(图2D)。CD8+ T细胞是抗肿瘤免疫应答的关键执行者单独使用OxP或R848均能显著增强CD8+ T细胞的增殖(*p < 0.05)。两种药物联合使用通过发挥“肿瘤样疫苗样”效应，进一步增加了脾脏中CD8+ T细胞的比例。当使用抗小鼠CD8α耗尽CD8+ T细胞时，OxP/R848@PLEL的抗肿瘤作用减弱，表明CD8+ T细胞在介导OxP/R848@PLEL的抗肿瘤作用中起关键作用。此外，TAM是治疗恶性肿瘤的新靶点。R848单独或联合OxP治疗可增加TME内m1 - tam的比例，促进炎症，发挥抗肿瘤作用。
IFN-γ信号通路可增强肿瘤细胞的免疫原性，从而导致MHC I表达上调，CD8+ T细胞活化增强此外，IL-2可以扩大T细胞并维持其功能活性用ELASA法定量血清和TME中IFN-γ和IL-2的水平(图2E-H)。结果表明，OxP和R848联合使用可提高血清和TME中IFN-γ和IL-2的水平，这与观察到的强效抗肿瘤效果一致。
研究结论
综上所述，研究人员通过物理混合开发了一种新的OxP/R848@PLEL药物配方。该系统表现出优异的生物相容性、注射性和热敏性，同时显著延长了游离药物在腹腔内的滞留时间。OxP能有效抑制CRC细胞的增殖，促进ICD标记分子的释放。免疫佐剂R848协同诱导树突状细胞成熟，激活抗肿瘤免疫应答。R848还增加了TME中抗肿瘤m1 - tam的比例。在体内抗肿瘤研究中，OxP/R848@PLEL降低肿瘤负荷，抑制腹水产生，建立长期免疫记忆，防止肿瘤复发。总的来说，可注射的热敏水凝胶联合化疗-免疫策略是安全、有效和质量可控的。OxP/R848@PLEL对于不适合手术治疗的晚期结直肠癌弥漫性PM患者来说是一个很有希望的治疗选择。
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