近日，我院刘俊秋教授团队在载药水凝胶用于肿瘤局部联合治疗方面取得新进展。相关研究结果以“Synergistic Activation of the STING Pathway via a Mn(II)-CrossLinked Gel Scaffold To Boost Antitumor Immunotherapy”为题发表在国际期刊ACS Applied Materials & Interfaces杂志(IF: 8.2)。

癌症免疫治疗作为一种通过激活人体免疫系统来对抗肿瘤的新兴治疗策略，在过去十年中已成为重要的肿瘤治疗手段。然而，由于肿瘤微环境的免疫抑制特性，免疫检查点阻断等方法的临床响应率仍相对较低。因此，如何调节肿瘤免疫微环境、提升免疫治疗效果成为当前研究的关键挑战。

在本工作中，研究团队开发出一种基于锰离子（Mn²⁺）交联的海藻酸钠多功能水凝胶支架，为提升抗肿瘤免疫疗效提供了新的思路（图1）。该凝胶系统同时装载了STING通路激动剂ADU-S100和免疫检查点抑制剂aCTLA-4抗体，构建了一个集药物递送与免疫调控于一体的局部治疗水凝胶支架（ADU-S100/aCTLA-4@Mn(II)-SA-Gel）。在该系统中，Mn²⁺不仅作为凝胶的交联基元赋予其结构稳定性，更在治疗过程中发挥多重关键作用：通过与体液中Ca²⁺的配位交换作用，凝胶可实现药物的长效缓释（图1B）；同时，Mn²⁺还能增强STING激动剂对信号通路的激活效果，促进树突状细胞成熟和M1型巨噬细胞极化，进而重塑肿瘤免疫微环境；其与aCTLA-4抗体协同增强T细胞的免疫应答。此外，在肿瘤区域H₂O₂存在的条件下，Mn²⁺可催化生成高细胞毒性的羟基自由基，进一步提升对肿瘤细胞的杀伤能力（图1C）。实验结果表明，该Mn²⁺交联水凝胶能够协同激活STING通路，有效改善肿瘤免疫抑制状态，为增强癌症免疫治疗效果提供了具有潜力的局部治疗新平台。这一基于内源性离子交换调控的治疗性水凝胶药物递送系统，有望为发展更安全、高效的肿瘤联合免疫治疗策略提供新的思路。

图1. Mn²⁺交联水凝胶辅助激活STING通路用于多模式癌症治疗的示意图。（A）SA、ADU-S100的化学结构。（B）ADU-S100/aCTLA-4@Mn(II)-SA-Gel与内源性Ca²⁺离子交换维持支架的动态稳定性和药物缓释示意图。（C）ADU-S100/aCTLA-4@Mn(II)-SA-Gel载药凝胶辅助激活STING通路协同增强肿瘤免疫治疗的相关机制。

在该项研究中，杭州师范大学2023级硕士生袁家伟和2021级硕士生杜婧婧为论文的共同第一作者，材化学院的于双江教授和刘俊秋教授为论文共同通讯作者，杭州师范大学为第一完成单位。该研究工作得到了国家自然科学基金、科技部重点研发计划及杭州市创新团队等项目的联合资助。

论文链接：https://doi.org/10.1021/acsami.5c14273