第一作者:  周如意

通讯作者:  谷战军

通讯单位: Chinese Academy of Sciences，University of Chinese Academy of Sciences

研究内容：

将放射治疗的空间控制和免疫治疗的全身存活相结合的免疫放射治疗已成为局部和全身肿瘤排斥的有前途的策略。然而，放射诱导的免疫抑制和抗肿瘤免疫的不足严重阻碍了免疫放射治疗的疗效。作者设计了具有丰富高原子序数的元素、高效催化性能和独特电子结构的超中心聚氧钨态纳米团簇(Fe₄Se₂W₁₈NCs)作为免疫增敏剂。除了增强X射线沉积以减少剂量外，Fe₄Se₂W₁₈NCs还表现出肿瘤微环境响应的催化活性，主要是通过GSH消耗和Fenton反应。更重要的是，超小的Fe₄Se₂W₁₈NCs可以迅速从体内清除，这可以满足临床分级放疗方案的需要，以减少放射诱导的免疫抑制。免疫检查点抑制剂(抗PD-L1抗体)被进一步引入该系统，以增强强大的抗肿瘤免疫，从而抑制原发性和远端肿瘤。通过提出用于免疫放射治疗增强的聚氧化金属酸纳米团簇，该研究有望建立一个基于多金属氧酸盐纳米团簇的免疫增敏剂设计的新范例。

示意图 1

要点一：

作者提出了三明治型多氧钨态纳米团簇(Fe₄Se₂W₁₈NCs)作为智能免疫钆增敏剂，用于局部和全身肿瘤消融。一方面，与之前报道的一些纳米基Fenton试剂不同，具有独特结构的Fe₄Se₂W₁₈NCs具有广泛的pH响应催化活性和pH射线增强的放射性催化能力

要点二：

   超小尺寸的Fe₄Se₂W₁₈NCs在临床分级剂量方案中具有代谢速度快的优势，有助于保护和调动免疫系统。通过肿瘤特异性放射增敏的增强，氧化应激升高局部免疫原性诱发细胞凋亡，同时释放大量肿瘤相关抗原用于免疫反应激活。

要点三：

   此外，抗PD-L1抗体作为免疫检查点抑制剂被诱导调节免疫抑制TME，进一步增强抗肿瘤免疫，抑制肿瘤转移。

图1：Fe₄Se₂W₁₈NCs的表征。a) Fe₄Se₂W₁₈NCs的x射线晶体结构。b) 高分辨率透射电镜图像。c) 暗场图像和相应的区域元素映射。d) Fe₄Se₂W₁₈NCs的EDS分析。e) Na₂WO₄·2H₂O 和 Fe₄Se₂W₁₈NCs的FT-IR光谱。f-h) Fe₄Se₂W₁₈NCs的XPS分析。i) 不同的Fe₄Se₂W₁₈NCs分散在各种溶液中的照片。

图2：Fe₄Se₂W₁₈NCs的氧化还原和催化性能表征。

图3：Fe₄Se₂W₁₈NCs介导的RT细胞毒性的体外机制研究。

图4：氧化应激介导的免疫原性细胞死亡和免疫反应的激活。

图5：生物分布、排泄、MR&CT成像以及放疗剂量方案的研究。

图6：体内Fe₄Se₂W₁₈NCs增强了免疫放射治疗效果。

图7：体内Fe₄Se₂W₁₈NCs增强免疫放射治疗的机制研究。

参考文献

Ruyi Zhou, Liang Yan, Xinghua Dong, Shuang Zhu, Kui Chen, Yuanzheng Wu, Huandong Xiang, Lele Li, Guangjin Zhang, Zhanjun Gu, Yuliang Zhao, Fractionated Regimen-suitable Immunoradiotherapy Sensitizer Based on Ultrasmall Fe₄Se₂W₁₈ Nanoclusters Enable Tumor-specifific Radiosensitization Augment and Antitumor Immunity Boost, Nano Today, 2021, 36,101003.