ACS Nano | 细菌来源的纳米体装饰纳米平台在放疗后恢复 T 细胞免疫

肿瘤免疫微环境内的 T 细胞耗尽（TIME）会削弱放射免疫疗法的疗效。本研究证明，X 射线放疗能诱导肿瘤微环境（TME）中的精氨酸代谢失调和 PD-L1 上调，抑制 T 细胞代谢，推动 PD-1⁺TIM-3⁺ 耗尽 T 细胞的扩增，从而促进免疫抑制。为此，我们设计了一种仿生混合免疫调节剂（arg/B^nb-L），通过工程化 BL-21 细菌膜展示 PD-L1 纳米抗体， 并将其与 l-精氨酸负载的脂质体融合。该纳米平台同时阻断 PD-1/PD-L1 免疫检查点信号，恢复 T 细胞代谢活性，同时促进树突状细胞成熟。在小鼠肿瘤模型中，Arg/B^nb-L 结合放疗显著增强 CD8⁺ T 细胞浸润，减少耗尽的 T 细胞群，维持细胞毒性 T 淋巴细胞功能，并抑制肿瘤进展和转移。我们的研究阐明了放射治疗诱导免疫抑制的双重机制，并提供了通过靶向代谢和免疫重编程提升放射免疫治疗效果的有前景策略。

该研究以题为“Bacteria-Derived Nanobody-Decorated Nanoplatform Restores T Cell Immunity Post-Radiotherapy”发表在ACS Nano上。

图1

放疗后肿瘤免疫微环境中T细胞浸润及其向耗竭表型的转变。（A）CD8+ T细胞簇的统一流形逼近与投影（UMAP）视图。（B）按对照组和放疗组分层的CD8+ T细胞簇UMAP视图。（C）两组中CD8+ T细胞亚群的比例。（D）热图显示不同组织中元簇分布的优势比（OR），OR > 1.5表示组织偏好性。（E）点图展示六种CD8+ T细胞亚群中特征基因的表达情况。点的大小和颜色分别代表表达细胞的占比和平均表达水平。（F）轨迹分析显示对照组和放疗组中T细胞状态转变，突出从初始表型向效应表型和耗竭表型的转变。（G）CD8+ T细胞簇中耗竭相关标志物的表达水平及频率。（H和I）两种耗竭CD8+ T细胞亚群中选定通路富集分析的基因集富集分析（GSEA）图，包括LAG3+ HAVCR2+ CD8 T细胞（H）和CTLA4+ PDCD1+ CD8 T细胞（I）。数据以均值±标准误表示，采用Student t检验进行统计学分析。p < 0.0001；*p < 0.001；p < 0.01；*p < 0.05；NS，无显著性差异。图2

放疗诱导的PD-L1上调及精氨酸代谢紊乱加剧T细胞耗竭。（A）建立接受6 Gy放疗处理小鼠模型的示意图（G1：对照组，G2：6 Gy组）。（B）通过流式细胞术分析PD-1+ CD8+ Tex细胞。（C）图中展示了（B）中细胞比例的定量结果（n = 3）。（D，E）通过免疫荧光染色观察耗竭T细胞的浸润情况。（F）在光学显微镜下拍摄CD8+ T细胞图像。（G）图中展示了PD-1+ Tex细胞比例的定量结果（n = 3）。（H）肿瘤组织中L-精氨酸水平的定量分析（G1：对照组，G2：6 Gy组）（n = 3）。（I）通过流式细胞术分析PD-1+ Tex细胞（G1：对照组，G2：L-精氨酸组）。（J）图中展示了（I）中细胞比例的定量结果（n = 3）。（K）测量并展示了ATP产生水平（n = 3）。（L）通过流式细胞术分析PD-1+ Tex细胞（G1：对照组，G2：PD-L1组）。（M）图中展示了（L）中细胞比例的定量结果（n = 3）。（N）测量并展示了ATP产生水平（n = 3）。数据以均值±标准误表示，采用Student t检验进行统计学分析（C, E, G, H, J, K, M, N）。p < 0.0001，*p < 0.001，p < 0.01，*p < 0.05。