武大张先正/孙志军团队开发纳米水凝胶，调节口腔微生物，增强PD-1疗法效果

2021

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生物世界

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这项研究结果表明，可以通过设计生物材料来调节人类微生物群以增强抗肿瘤免疫反应。

撰文 | 王聪

编辑 | 王多鱼

排版 | 水成文

癌症，一直是人类疾病史上最大的梦魇之一，因其复杂性和难治愈性也被称为“万病之王”。近年来，以“免疫检查点抑制”为代表的癌症免疫疗法的诞生和应用，掀开了癌症治疗新篇章，为众多癌症患者点燃了新的希望。

口腔鳞状细胞癌 （OSCC）是一种常见的口腔恶性肿瘤，其5年生存率在50%左右。口腔鳞状细胞癌存在高抗原负载，因此理论上癌症免疫疗法应该效果较好。然而，口腔鳞状细胞癌对抗PD-1单抗（Pembrolizumab）的反应率仅为14.6%。这一矛盾凸显了迫切需要找到在口腔鳞状细胞癌中引发有效免疫反应的策略。

最近有研究表明，调控口腔微生物群可以改善对口腔鳞状细胞癌的免疫反应，但目前对口腔鳞状细胞癌、口腔微生物群，以及免疫系统之间的关联，仍然知之甚少。

2021年11月8日，武汉大学化学与分子科学学院 张先正 教授和武汉大学口腔医院 孙志军 教授作为共同通讯作者，在 Nature 子刊 Nature Biomedical Engineering 上发表了题为： Biomaterial-mediated modulation of oral microbiota synergizes with PD-1 blockade in mice with oral squamous cell carcinoma 的研究论文。

该研究发现，口腔中的 消化链球菌属 （Peptostreptococcus）能够激活激活免疫系统并改善口腔鳞状细胞癌患者的预后。研究团队还发现银纳米颗粒 （AgNP）能够抑制其他细菌的增殖，但允许消化链球菌增殖。

基于这些发现，研究团队开发了银纳米颗粒（AgNP）配制的粘性水凝胶（Agel）， 这种水凝胶能够与PD-1免疫检查点抑制剂发挥协同作用，在口腔鳞状细胞癌模型小鼠中诱发更强大的免疫反应，产生更好地治疗效果。

首先，研究团队检索了口腔鳞状细胞癌患者的存活率与其口腔中免疫相关蛋白的表达和微生物丰度的相关性。结果发现了消化链球菌属 （Peptostreptococcus），可以激活免疫系统并改善患者的预后。

基于上述发现，研究团队希望能够开发出一种策略来调节口腔微生物群，以激活抗癌免疫反应，进而帮助口腔鳞状细胞癌患者的治疗。

经过筛选，研究团队选择了一种银纳米颗粒 （AgNP），这种纳米颗粒能够抑制其他细菌的增殖，但允许消化链球菌增殖。

然后，研究团队将银纳米颗粒（AgNP）配制成粘性水凝胶 （Agel），用于调节口腔微生物群。

接下来，研究团队测试了这种水凝胶与免疫检查点抑制剂联合使用的治疗效果。通过对皮下移植的口腔鳞状细胞癌小鼠模型和原位口腔鳞状细胞癌小鼠模型的研究表明，粘性水凝胶（Agel）携带银纳米颗粒（AgNP）联合PD-1免疫检查点抑制剂，能够最大程度抑制肿瘤生长，效果显著优于PD-1免疫检查点抑制剂。