清華新聞網(wǎng)5月16日電 近期，藥學院蒯銳課題組與合作者梳理了活性氧（ROS）的免疫調(diào)節(jié)功能、利用生物材料精準調(diào)控ROS治療不同疾病（如感染性疾病、腫瘤、自身免疫疾病）以及ROS響應性生物材料用于調(diào)控免疫藥物遞送等相關(guān)研究，并針對這一領(lǐng)域面臨的挑戰(zhàn)以及未來需要深入研究的問題進行了探討和展望。
活性氧（ROS）如過氧化氫（H2O2）、單線態(tài)氧（1O2）、羥自由基（?OH）和超氧陰離子（·O2-）等是機體內(nèi)正常氧代謝的一類產(chǎn)物。ROS可以作為信號分子參與調(diào)節(jié)細胞的多種生理功能，其產(chǎn)生和清除也受到嚴格的調(diào)控以維持穩(wěn)態(tài)。近年來，隨著免疫療法的不斷發(fā)展，ROS在調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)功能以及增強免疫療法中的作用逐漸受到人們的關(guān)注。
ROS能夠直接影響病原體、癌細胞以及多種免疫細胞的活性，從而在病原體感染、癌癥以及自身免疫疾病的治療中發(fā)揮重要作用。ROS除了可以直接殺死病原體和有害細胞以外，還能夠以多種方式影響宿主的免疫反應。例如ROS介導的對病原體或癌細胞的殺傷會進一步釋放病原體相關(guān)分子模式（PAMP）或損傷相關(guān)分子模式（DAMP）間接激活免疫系統(tǒng)，從而產(chǎn)生針對病原體或腫瘤細胞的免疫保護。然而過量且不受控的ROS可能會在體內(nèi)引發(fā)有害的氧化應激反應，產(chǎn)生異常的炎癥或者自身免疫疾病。目前已有許多不同形式的生物材料（尤其是納米遞送載體）被開發(fā)出來以精準調(diào)控ROS水平，它們在提高治療效果的同時可降低系統(tǒng)毒性（圖1）。
圖1.具有ROS調(diào)節(jié)功能的生物材料在腫瘤抑制中的作用
除了作為免疫調(diào)節(jié)劑以外，ROS還可用于控制其他免疫治療藥物（如小分子和核酸）的遞送行為（圖2）。一種策略是利用具有ROS響應性化學結(jié)構(gòu)的生物材料在內(nèi)源性組織或細胞中的高濃度ROS刺激下特異性地釋放免疫調(diào)節(jié)藥物；另一種策略則是使用外部刺激（如電離輻射、激光、超聲波）以提高局部組織或細胞中的ROS水平，進而改變組織層面的微環(huán)境（如增加內(nèi)皮細胞粘附分子表達）提高藥物靶向遞送或改變亞細胞層面的微環(huán)境（如增加內(nèi)吞體膜通透性）提高藥物向細胞質(zhì)遞送效率等。
圖2.ROS響應性生物材料通過調(diào)控藥物的精準釋放增強免疫治療
基于ROS精準調(diào)控的疾病治療方法已經(jīng)在大量臨床前模型中顯示出可觀的應用前景，一些療法已進入臨床階段甚至獲得了監(jiān)管部門的批準用于臨床治療，但是將這些療法進一步拓展到更具挑戰(zhàn)性的疾病類型（如腦癌等深部腫瘤）仍然面臨許多挑戰(zhàn)。例如體內(nèi)ROS水平的時空特異性的精準調(diào)控、不同種類的ROS作用機制的解析、安全有效的ROS響應性生物材料的開發(fā)等都是亟需解決的問題。作者認為克服以上挑戰(zhàn)將有助于進一步促進基于ROS調(diào)控的治療策略的臨床轉(zhuǎn)化。
題為“精準調(diào)控和使用活性氧用于免疫治療”（Precise modulation and use of reactive oxygen species for immunotherapy）的綜述論文，于5月1日發(fā)表于《科學進展》（Science Advances）雜志。
清華大學藥學院蒯銳研究員為本文的通訊作者，哈佛醫(yī)學院尼廷·喬希（Nitin Joshi）助理教授和杰弗里M·卡普（Jeffrey M. Karp）教授為本文的共同通訊作者；蒯銳課題組2021級博士生李昕艷、哈佛醫(yī)學院已出站博士后高晶晶（Jingjing Gao）為本文的第一作者。蒯銳課題組博士生吳程程、張若詩、何嘉，已出站博士后王超鈺等人為本文的撰寫作出了重要貢獻。
論文鏈接：
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adl0479
供稿：藥學院
題圖設(shè)計：韓羽臻
編輯：李華山
審核：郭玲
