文献速递 | 细胞通讯介导的选择性给药技术——用于器官移植中同种异体反应性 T 细胞的表位特异性缺失

移植是应用自体或异体正常的组织来置换病变或功能受损的组织，以维持和重建机体生理功能的方法，也是目前治疗终末期器官疾病或器官缺损最有效，有时甚至是唯一可用的治疗方案。然而，据《中国器官移植发展报告（2020）》统计，我国目前年均新增器官衰竭患者数量约30万人，其中，仅有不到2万人可获得移植器官，存在巨大的临床需求。

理想的移植要求供体与受体间的遗传基因完全相同（比如，自体移植）或近似相同（比如，双胞胎或有直接血缘关系的个体间的移植），以提高移植物的适配度和生理相容性。然而，由于同源移植物的稀缺，同种异体移植（也称同种异基因移植）成为了替代选择，目前占临床移植的最大份额。

然而，异基因移植物容易遭到受体免疫系统，尤其是异基因抗原特异性（Allospecific）T细胞的攻击，导致移植排斥甚至失败，这是目前限制异基因移植临床应用与发展的关键障碍。针对异基因移植排斥，现有的治疗方案通常为非治愈性、治疗效率不高、存在较大安全隐患，这主要是药物对Allospecific T细胞的选择性不足造成的。因此，对Allospecific T细胞的精准靶向和药物干预是保证治疗的有效性和安全性的核心要求。

2023年9月15日，浙江大学药学院游剑教授团队在材料科学领域国际刊物《Advanced Functional Materials》上发表了题为“Cell Communication-Mediated Selective Drug Delivery for Epitope-Specific Deletion of Alloreactive T Cells in Organ Transplant”的研究论文。论文第一作者是浙江大学药学院的博士后施莹莹、硕士研究生楼泽亮和刘雨，通讯作者为浙江大学药学院的游剑教授和王毅教授。本研究设计了一种共载异基因移植物抗原和免疫抑制剂的核-壳结构纳米粒，可通过免疫细胞间的物质交流来实现药物的程序性释放和异基因抗原特异性（Allospecific）T细胞的精准调控，用于抗异基因器官移植排斥。

文中运用微流控技术制备共载抗原和免疫抑制剂的核壳结构纳米粒Ag@FK506-NPs，

脂质处方：

DOTAP:DOPE:DSPE-PEG2000:CHOL

=50:20:1.5:28.5，mol/ mol，

详细包封方法见下文。

制剂制备与表征

重复给药操作繁杂，在临床上也不推荐，单次递送共载不同药物并具有程序性释药模式的制剂可以作为更便捷的替代。

通过微流控技术制备共载抗原和免疫抑制剂的核壳结构纳米粒Ag@FK506-NPs及其对照纳米粒。具体来说，将PLGA和FK506（30:1, w/w）溶于乙腈，将DOTAP、DOPE、DSPE-PEG2000和胆固醇（50:20:1.5:28.5，mol/ mol）溶于乙醇。用Milli-Q水相聚焦丙酮相，以形成药物-PLGA纳米粒（即FK506-PLGA内核）。然后，将FK506-PLGA纳米粒的悬浮液和乙醇相形成对流，以实现纳米内核表面的脂质膜包被（即脂质壳），随后用减压旋蒸法去除有机溶剂，用超滤法去除游离药物，收集纳米粒并用Milli-Q水重悬，以此获得内核载FK506、外壳包被阳离子脂质膜的核壳结构纳米粒，命名为FK506-NPs。接下来，以OVA为模式抗原，将OVA和FK506-NPs在室温下共孵育2 h，通过OVA和阳离子脂质外壳的静电相互作用和亲疏水相互作用实现OVA在核壳结构纳米粒表面的负载，以获得OVA@FK506-NPs。对照纳米粒，包括Blank-NPs（不含FK506和OVA）和OVA@NPs（不含FK506）以类似方式制备。

制备得到的纳米粒具有较高的FK506包封率（EE%）（73.0±0.48%，超高效液相色谱法分析得到）、呈均一球形、在吸附抗原前粒径均在150 nm左右，表面带50 mV左右正电、具有典型的核壳结构和良好的储存稳定性。纳米粒与OVA共孵育2 h后粒径增加约50 nm，表面电位下降至约-10 mV，在透射电子显微镜（TEM）图中可见纳米粒表面明显的抗原吸附层。10% SDS-PAGE结果显示，约20-30%的OVA可被纳米粒负载。接下来我们考察了OVA@FK506-NPs 中OVA和FK506的体外释放模式，结果显示，OVA在4 h左右大部分释放，持续至48 h基本释放完全；而FK506表现出缓慢但恒定的释放行为。这些结果说明了该载体具有二级释放模式，即外层吸附的抗原快速释放，而PLGA内核包封的FK506缓慢释放。

治疗策略

该策略以免疫细胞间的物质交流作为媒介，实现药物在细胞层面的精准递送。

首先，纳米粒被树突状细胞（DC）摄取，外壳抗原快速释放，经历内源性表达和加工后呈递在细胞表面，作为诱饵捕获Allospecific T细胞；接下来，纳米粒内核的免疫抑制剂延后缓释，通过免疫细胞间紧密的物质交流从树突状细胞传递至Allospecific T细胞，实现抗原特异性T细胞的精准靶向和药物递送，同时避免药物对其他免疫细胞的不良影响。

治疗效果

在小鼠异基因皮肤移植模型中，与游离免疫抑制剂组相比，该给药策略仅以1/25000倍的药物用量就可以产生更优越的抗排斥效果。此外，得益于细胞间通讯介导的选择性T细胞抑制，受体小鼠能够对其它抗原的刺激做出正常反应，表明这种给药策略也兼具更佳的生物安全性。

研究意义

本研究提出了一种免疫细胞交流介导的精准T细胞靶向与药物递送策略，可为安全、高效地缓解免疫排斥提供指导，促进异基因移植的应用与发展。这种策略还可拓展应用至其他T细胞响应异常引起的疾病，包括I型糖尿病、多发性硬化症、类风湿性关节炎和炎症性血管炎等特异性T细胞抗原表位已被鉴别的自身免疫疾病，有望为此类难治性、甚至非治愈性疾病的防治提供参考和指导。