麦吉尔大学陈国军教授《Advanced Materials》：基于冷大气等离子体激活脱细胞基质的智能水凝胶：构建术后防复发的肿瘤浸润与免疫激活平台

癌症的术后复发一直是肿瘤治疗领域的一大挑战。尽管肿瘤切除手术为许多患者提供了临时的治愈机会，但术后残余肿瘤细胞的存在常常导致肿瘤的复发和转移。现有的辅助治疗如化疗和免疫治疗，虽然有一定的疗效，但往往伴随有系统性毒性，并且效果在患者之间差异较大。因此，如何开发一种精准的术后免疫治疗方法，提升患者的生存率并防止肿瘤复发，成为肿瘤治疗研究的重点。

在此背景下，McGill大学陈国军教授研究团队提出了一种新型的免疫激活平台——冷等离子体（CAP）激活去细胞化肿瘤基质（DECM）胶。这项研究创新性地将冷等离子体与去细胞化肿瘤基质结合，通过局部免疫激活抑制术后肿瘤复发，并显著提高了免疫反应的持久性和抗肿瘤效应。该平台的设计不仅能够招募残留的肿瘤细胞，同时激发免疫系统对肿瘤的特异性攻击，为术后癌症免疫治疗开辟了新的道路。

要点分析

一、平台设计与机制：CAP-DECM胶的双重作用

图1展现了CAP-DECM胶在术后肿瘤免疫激活中的工作原理。CAP-DECM胶通过两大功能实现了术后肿瘤复发的抑制和免疫反应的激活。首先，去细胞化肿瘤基质（DECM）作为基础材料，含有丰富的细胞因子和趋化因子，能够吸引肿瘤细胞向注射点迁移。其次，冷等离子体（CAP）通过释放ROS和RNS诱导免疫原性细胞死亡（ICD），进而促进肿瘤相关抗原（TAAs）的释放。这些抗原被树突状细胞（DCs）捕捉并展示给T细胞，激活特异性免疫反应。

这一机制创新性地将肿瘤微环境中的抗原呈递与冷等离子体的免疫激活结合在一起，不仅增强了局部免疫反应，也为术后免疫治疗提供了一个长期有效的免疫支持平台。

二、DECM胶的特性与CAP保存：为免疫治疗提供理想载体

图2展示了DECM胶的物理和化学特性，以及CAP在DECM胶中的保存效果。研究发现，DECM胶具有温度敏感性，能够在体温下快速形成稳定的三维胶体网络，具备良好的注射性。这一特性使得CAP-DECM胶在术后能够通过注射直接应用于手术腔隙，并迅速与局部环境适配。

此外，CAP的有效保存是该平台成功的关键。CAP处理后的DECM胶能够稳定地保存冷等离子体生成的ROS和RNS，并在局部持续释放。这些活性物种在胶体中的浓度与CAP处理时间呈正相关，研究团队进一步通过光学发射光谱（OES）分析验证了这些物种的稳定性和持续释放能力，为免疫反应的长期维持提供了保障。

三、肿瘤细胞招募与免疫激活：CAP-DECM胶的功能验证

图3展示了CAP-DECM胶在体外实验中的表现，特别是其对肿瘤细胞招募和免疫激活的能力。在这一实验中，研究人员将B16F10黑色素瘤细胞与DECM胶共同培养，发现DECM胶能显著增加肿瘤细胞的招募量，而HA胶作为对照组，未能展示出同样的招募效果。这一结果表明，DECM胶中的趋化因子和细胞因子对肿瘤细胞具有良好的吸引作用。

进一步的实验表明，CAP-DECM胶能通过冷等离子体的作用显著提高B16F10细胞的ROS和RNS水平，进而诱导细胞死亡。与此同时，研究发现，CAP处理后的肿瘤细胞表现出典型的免疫原性细胞死亡特征，如卡莱曲林（CRT）暴露、ATP分泌增加以及HMGB1的释放，这些都能促进树突状细胞的成熟和抗肿瘤免疫反应的启动。

四、体内实验：CAP-DECM胶在小鼠模型中的表现

图4展示了CAP-DECM胶在术后小鼠模型中的免疫激活和肿瘤细胞招募效果。研究表明，注射CAP-DECM胶后，肿瘤细胞和免疫细胞在术后空腔中得到有效招募。具体来说，DECM胶能通过其内在的细胞因子和趋化因子促进树突状细胞（DCs）、CD8+细胞毒性T细胞、自然杀伤细胞（NK细胞）的浸润，而CAP-DECM胶则在此基础上进一步激活免疫系统，增强了局部免疫反应，尤其是CD8+ T细胞和NK细胞的浸润。

在这一过程中，树突状细胞的成熟以及巨噬细胞的M2向M1表型的转变，表明免疫微环境发生了有利的改变，为进一步的抗肿瘤免疫反应提供了支持。

五、术后肿瘤复发抑制：CAP-DECM胶的治疗效果

图

这些结果表明，CAP-DECM胶不仅能有效地促进肿瘤细胞的免疫激活，还能重塑肿瘤微环境，为术后免疫治疗提供有力支持。

六、免疫记忆与免疫检查点抑制剂联合应用：提升抗肿瘤效果

这一结果表明，CAP-DECM胶与免疫检查点抑制剂的联合使用，不仅能提高免疫治疗的局部效果，还能形成持久的免疫记忆，为肿瘤的长期控制和复发抑制提供保障。

七、未来展望与临床潜力

尽管当前CAP-DECM胶的制备时间相对较长（3-4天），但其优异的免疫激活能力和可注射性，使其在临床上具有广泛的应用前景。未来的研究可以进一步优化制备工艺，减少制备时间，提高疗效。此外，探索不同肿瘤类型对胶体招募能力的影响，结合现有免疫疗法，将有望为术后肿瘤免疫治疗提供个性化的解决方案。

综上所述，CAP-DECM胶作为一种创新的局部免疫激活平台，不仅能有效抑制术后肿瘤复发，还能通过与免疫检查点抑制剂联合使用，形成强大的免疫记忆，提供了一种全新的免疫治疗策略。未来，该平台有望为肿瘤术后患者提供更加精准和个性化的免疫治疗方案。

论文链接（doi）：https://doi.org/10.1002/adma.202515444