肝细胞癌(HCC)是原发性肝癌最常见的类型,经动脉化疗栓塞(TACE)是中晚期肝癌的一线治疗手段。然而,TACE 的客观缓解率长期停留在 50% 左右。问题不只在“没堵住血管”,更在于栓塞之后的微环境:缺氧和乳酸堆积让肿瘤区域明显酸化,T 细胞功能受抑,肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)也被推向免疫抑制的 M2 型,肿瘤释放出的抗原很难真正启动免疫应答。


微流控造球:一枚微球同时承担栓塞、中和、载药三件事
鉴于此,温州医科大学附属第五医院纪建松教授、陈敏江博士团队设计了一条微流控路线:先用气相扩散法合成碳酸钙纳米颗粒,再与脂质体杂化,把 R848 和 C6-神经酰胺载入其中;随后以含 Span-80 和 CaCl₂ 的石蜡油为连续相,以海藻酸钠与药物杂化颗粒的混合水溶液为分散相,在微流控芯片内生成海藻酸钙微球 RC6CaAlgMS。
微流控的优势首先体现在粒径控制上。通过调节两相流速,团队获得了平均直径约 47 μm、变异系数仅 4.23% 的均一微球,溶胀后直径约 75 μm。均一粒径不是“好看”,而是栓塞功能的基础:在脱细胞肝脏模型和兔肾动脉模型中,微球可以在小血管内首尾相接、在大血管内并排堆积,CTA 和 DSA 影像都证实了稳定的血管封堵。
碳酸钙组分则提供了“酸中和 + 响应释药”双重功能。在模拟肿瘤酸性环境(pH 6.5)中,CaAlgMS 和 RC6CaAlgMS 能在 10 分钟内把 pH 提升到约 7.0,30 分钟达到约 7.2;碳酸钙在酸性条件下加速降解,R848 和 C6 也随之更快释放。也就是说,微球越靠近酸性肿瘤区域,越主动“工作”。

图 2 RC6CaAlgMS 微球的制备与理化性质表征。 (A) RC6CaAlgMS 分步合成流程示意图; (B、C) 碳酸钙纳米颗粒透射电镜图及对应粒径分布直方图,比例尺:200 nm; (D、E) 碳酸钙 - 脂质杂化纳米颗粒透射电镜图及对应粒径分布直方图,比例尺:200 nm; (F) RC6CaLNPs 共聚焦图:绿色 FITC 荧光标记碳酸钙内核,红色 NBD-C6 荧光标记所载药物,比例尺:5 μm; (G) RC6CaAlgMS 微球扫描电镜图与粒径分布直方图; (H) RC6CaAlgMS 能谱(EDS)元素映射图,可见碳、氧、钙、氮元素均匀分布; (I) RC6CaAlgMS 及其各原料组分的傅里叶变换红外(FTIR)光谱分析; (J) 连续相流速对 RC6CaAlgMS 粒径与变异系数(CV)的影响; (K) 不同微球的 pH 响应酸碱中和能力曲线; (L、M) pH 7.4 与 pH 6.5 两种环境下,RC6CaAlgMS 体外 R848、C6 药物累积释放曲线; 数据均为平均值 ± 标准差(n=3)。
协同重编程巨噬细胞促进外泌体免疫应答
R848 是 TLR7/8 激动剂,可以把 M2 型巨噬细胞向促炎抗肿瘤的 M1 型极化;C6-神经酰胺则促进多泡体形成,增强外泌体分泌。两者协同,正好补上 TACE 术后最缺的两块拼图:免疫抑制被逆转,抗原递呈信号也被放大。
体外实验中,RC6CaAlgMS 处理后的 TAMs 中 M1 型比例达到 51.53%±1.96%,约为 PBS 对照组的 3.10 倍;iNOS 表达上升、ARG1 表达下降,IL-12 和 TNF-α 分泌显著增加。巨噬细胞的吞噬和抗原处理能力同样增强,对 Hepa1-6 肿瘤细胞的吞噬率达到 20.90%±1.54%,FITC-OVA 信号明显增强。
更关键的是外泌体。来自重编程巨噬细胞的外泌体呈现 MHC-I、MHC-II 上调、PD-L1 下调的“免疫活化”蛋白谱,与 T 细胞共培养后能促进 CD4⁺、CD8⁺ T 细胞增殖,提高 IFN-γ 和颗粒酶 B 水平,并使 CD8⁺ T 细胞具备更强的肿瘤杀伤能力。
体内疗效:抑瘤、防转移,还依赖宿主免疫在皮下 Hepa1-6-Luc 肝癌模型中,研究团队进一步把多柔比星(DOX)载入微球,得到 DRC6CaAlgMS。结果显示,DRC6CaAlgMS 组的肿瘤抑制率达到 84.79%,Ki-67 阳性细胞从对照组的 46.97% 降至约 9.68%;超过 40% 的小鼠存活超过 50 天。肿瘤引流淋巴结中未再检出转移灶,说明该方案同时抑制了淋巴转移。
免疫分析揭示了更完整的机制:MHC-I⁺ M1 型巨噬细胞提高约 2.93 倍,MHC-II⁺ 提高约 3.46 倍,肿瘤内 CD8⁺ T 细胞浸润达到 PBS 组的 6.60 倍,功能性 IFN-γ⁺CD8⁺ T 细胞比例从 12.78% 升至 51.62%。当清除 CD8⁺ T 细胞或巨噬细胞后,抑瘤效果基本消失,证明疗效高度依赖宿主免疫系统,而不是单纯的化学杀伤。

图 5 瘤周注射 DRC6CaAlgMS 在 Hepa1-6 荧光素酶肝癌皮下模型中的体内抗肿瘤疗效评价。 (A) 治疗第 0、7、14 天荷瘤小鼠活体肿瘤生物发光成像; (B) 全治疗周期肿瘤体积生长曲线; (C) 各组肿瘤重量抑制率定量统计; (D) 治疗第 15 天剥离肿瘤组织代表性实物照片; (E) 荷瘤小鼠 Kaplan-Meier 生存曲线(每组 n=5); (F) 肿瘤切片凋亡 TUNEL 染色、增殖标志物 Ki67 免疫组化染色,比例尺:100 μm; (G) 肿瘤引流淋巴结 H&E 病理染色、泛细胞角蛋白(Pan-CK)免疫组化染色切片,比例尺:100 μm;
联合 PD-L1:局部栓塞撬动全身免疫
在双侧肿瘤模型中,研究团队只在原发瘤旁注射 DRC6CaAlgMS,并联合 PD-L1 抗体。结果令人印象深刻:原发瘤体积被压制到 50 mm³ 以下;远端未治疗肿瘤的抑制率从单用 PD-L1 组的 38.2% 提升到联合组的 89.8%,60% 的小鼠远端肿瘤完全消退且未见复发,联合组中位生存期超过 65 天。
远端肿瘤内部同样发生了明显的免疫重塑:成熟树突状细胞比例达到 28.2%,M1/M2 巨噬细胞比约 2.9,CD8⁺ T 细胞浸润达 20.1%,Tregs 下降超过 50%,IFN-γ 和 TNF-α 分别升高到对照组的 3.5 倍和 2.8 倍。这种“远隔效应”说明,经微球重塑后的免疫系统可以把局部栓塞转化为系统性的抗肿瘤应答。

图 7 双侧 Hepa1-6 荷瘤模型中远隔抗肿瘤效应,以及 DRC6CaAlgMS 联合抗 PD-L1 抗体治疗效果评价。 (A) 双侧原发 / 远端肿瘤造模、给药、样本检测完整时间轴示意图; (B、C) 各组原发肿瘤、远端未治疗继发肿瘤的生长曲线; (D) 双侧荷瘤小鼠总体生存曲线; (E-L) 原发瘤与远端瘤内成熟树突状细胞、M1/M2 巨噬细胞、调节性 T 细胞、CD8⁺T 细胞、IFN-γ 阳性细胞毒性 T 细胞、NKT 细胞占比定量; (M、N) ELISA 检测小鼠血清 IFN-γ、TNF-α 细胞因子水平; 统计学采用单因素方差分析,P<0.05,**P<0.01。
原位 TACE:离真实临床操作最近的一步
论文最后用大鼠原位 N1S1 肝癌模型验证了 TACE 场景下的疗效。DRC6CaAlgMS 联合 PD-L1 抗体经动脉给药后,肿瘤体积最小,H&E 染色显示坏死程度最高,1/3 的大鼠实现完全缓解且研究期间未见复发;CD8⁺ T 细胞浸润增加、M2 型巨噬细胞被抑制,血生化检查未见明显异常。脱细胞肝脏和兔肾动脉栓塞实验也证明,微球可以稳定封堵不同尺寸的血管,具备良好的生物相容性。

图 8 体外脱细胞肝脏栓塞模型验证,以及大鼠原位 N1S1 肝癌 TACE 介入体内疗效评价。 (A) 大鼠脱细胞肝脏支架制备流程示意图; (B) 脱细胞肝脏大体图,以及门静脉血管内微球分布显微图像; (C) 微血管内微球头尾相连、并排填充的高倍显微图; (D、E) 兔肾动脉栓塞前后 CT 血管造影(CTA)、数字减影血管造影(DSA)影像; (F) 栓塞侧肾脏与对侧正常肾脏大体外观对比; (G、H) 大鼠术中 TACE 手术实拍图、栓塞微球体内免疫调控机制示意图; (I) 大鼠原位肝脏肿瘤接种、TACE 给药、磁共振(MR)监测完整时间轴; (J) TACE 术后第 0、7、14 天大鼠肝脏肿瘤连续磁共振影像; (K) 各组大鼠原位肝脏肿瘤体积生长曲线; (L) 肿瘤组织 H&E 病理染色切片,比例尺:100 μm; (M) 肿瘤浸润 CD3⁺CD8⁺T 细胞平均荧光强度定量统计; 统计学采用单因素方差分析,P<0.05,**P<0.01。
小 结
这项工作的价值在于把微流控、生物材料和免疫治疗连成了一条完整链路:均一微球负责栓塞,碳酸钙中和酸性微环境,R848 与 C6 协同重编程巨噬细胞、武装外泌体,DOX 提供化疗杀伤,PD-L1 阻断再解除最后的免疫刹车。目前的证据仍来自小鼠和大鼠模型,距离临床应用还有转化研究要走,但“栓塞—中和—免疫调节”一体化的思路,已经为肝癌 TACE 联合免疫治疗提供了一个很有潜力的平台。
论文链接:https://doi.org/10.1016/j.mtbio.2026.103459
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