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Small
《Small》（IF = 13.0）近日发表了陆军军医大学郝玉徽教授的最新研究成果，文章标题为“Cu2WS4-PEG Nanozyme as Multifunctional Sensitizers for Enhancing Immuno-Radiotherapy by Inducing Ferroptosis”。这篇文献开发了一种新型的多功能 Cu2WS4-PEG 纳米酶（CWP），利用其模拟酶活性、高原子序数元素特性以及诱导铁死亡的能力，来增强乳腺癌的放射疗法效果，并通过触发免疫原性细胞死亡（ICD）来激活抗肿瘤免疫反应，从而在体外和体内模型中实现对乳腺癌的协同治疗，极大的提高了乳腺癌的治疗效果。
文章重点
乳腺癌是女性中最常见的疾病之一，且全球发病率逐年上升。尽管放射疗法已广泛应用于癌症治疗，但是放射疗法在治疗乳腺癌时面临很多不足，包括对正常组织的不可避免损伤、肿瘤微环境（TME）的抵抗性，以及放射疗法对转移性肿瘤的有限效果。这些问题限制了放射疗法的治疗效果，导致治疗结果不尽人意和肿瘤转移。上述问题使得完全根除乳腺癌变得困难。因此，开发能够有效降低辐射剂量并逆转抑制性 TME 的放射疗法增敏剂变得迫切，这不仅能够提高局部肿瘤的治疗效果，还能通过激活抗肿瘤免疫反应来抑制原发和远处肿瘤的生长。
图1. CWP 的合成过程及其工作机制示意图。
本文详细介绍了一种多功能 CWP，旨在通过结合物理放射增敏和生物催化响应来增强乳腺癌的放射治疗效果。利用其大的 X 射线衰减系数和核穿透能力，通过物理方式提高放射疗法的效率。同时，CWP 展现出类似芬顿反应的强催化活性，能够产生大量活性氧（ROS）和类似谷胱甘肽（GSH）氧化酶的活性，降低细胞内的 GSH 水平，破坏氧化还原平衡，从而增强放射疗法的效果。此外，实验还评估 CWP 作为光声成像造影剂的能力，以指导放射疗法，并与 PD-L1 联合增强免疫疗法，抑制局部或远处肿瘤的生长。实验结果表明，CWP 能够有效提高放射疗法的效率，并触发免疫原性细胞死亡，从而在放射疗法和免疫疗法中发挥协同作用，为乳腺癌的治疗提供了新的策略。
图2. CWP 的理化性质。
实验结果展示了 CWP 的生理化学特性和催化活性，通过生成羟基自由基（·OH）和消耗 GSH 来增强癌症治疗的效果。还展示了 CWP 在 X 射线照射下促进 ·OH 产生的能力，这些结果表明 CWP 由于其多重酶活性和高原子序数元素，有效地增强了放射治疗的效果。
图3. CWP 介导的 4T1 荷瘤小鼠体内放射增敏的 OA 成像和治疗。
实验结果展示了 CWP 在体内的药代动力学和生物分布情况，以及其在小鼠乳腺癌模型中的放射增敏效果。图中通过光声成像（OAI）技术监测了 CWP 在肿瘤区域的信号强度。此外，还评估了 CWP 单独给药以及与 X 射线联合治疗时对肿瘤生长的抑制效果。结果显示 CWP 与 X 射线联合治疗组具有最佳的肿瘤生长抑制效果，从而证明了 CWP 作为一种有效的放射增敏剂在肿瘤治疗中的潜力。
图4. CWP 介导的放射增敏联合 PD-L1 抗体治疗双侧肿瘤。
图中展示了 CWP 与 PD-L1 抗体联合治疗在双侧肿瘤模型中的抗肿瘤效果。结果表明 CWP 与 X 射线联合应用显著抑制了原发肿瘤的生长，且与 PD-L1 抗体共同使用时，肿瘤抑制率达到最高。此外，图中还通过血清中肿瘤坏死因子 α（TNF-α）、干扰素 γ（IFN-γ）和白细胞介素-6（IL-6）等免疫相关细胞因子的水平变化，评估了免疫反应的激活情况，结果显示 CWP 联合治疗显著提高了这些细胞因子的浓度，表明该治疗策略有效激活了抗肿瘤免疫反应。
文章中光声成像部分的实验数据用的是 TomoWave 自主研发的 LOIS-3D 小动物全身 3D 光声成像系统。
论文信息：
Cu2WS4-PEG Nanozyme as Multifunctional Sensitizers for Enhancing Immuno-Radiotherapy by Inducing Ferroptosis
原文链接：
https://doi.org/10.1002/smll.202309537
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