砷剂，又称三氧化二砷（ATO），是源于传统中药、我国自主发明的抗肿瘤药物，在治疗急性早幼粒细胞白血病上取得巨大成功。高剂量砷剂对肝癌、乳腺癌和前列腺癌等实体瘤具有一定疗效，但高剂量砷剂的非靶向分布往往造成严重的毒副作用。如何提高砷剂的肿瘤靶向性、降低其毒副作用，并探索砷治疗联合疗法，提高砷剂对实体瘤的治疗效果，是当前研究亟待突破的重点方向。近年来，18新利体育 放射医学与辐射防护国重室陈华兵研究团队与附二院沈均康团队合作，采用单分子白蛋白模板，利用静电吸附、沉淀反应、配位作用等诱导药物在蛋白质内部空腔中生物矿化，构建了一系列载药单分子白蛋白纳米粒，通过靶向药物递送提高肿瘤成像与治疗效果。在上述工作基础上，该团队近期报道了具有肿瘤靶向能力的自激活型砷锰纳米复合物，实现了对实体瘤高对比度的磁共振成像（MRI）和砷治疗-光热/免疫协同治疗（图1，J Control Release 2022, 350, 761-776）。

图1 自激活型砷锰纳米复合物用于实体瘤高对比度成像以及砷治疗-光热/免疫协同治疗的作用机制

研究团队在白蛋白空腔中引入可控的Mn2+/HAsO32-生物矿化反应，制备具有肿瘤靶向递药能力的自激活型砷锰纳米复合物。该砷锰纳米复合物能够在酸性和谷胱甘肽刺激下分解产生具有高对比度MRI成像作用的Mn2+，同时显著提升肿瘤细胞内砷剂药物浓度，通过多种途径诱导肿瘤细胞凋亡和抗肿瘤转移（图2），并显著诱导肿瘤发生免疫原性细胞死亡（图3）。砷锰纳米复合物对三阴性乳腺癌具有良好的治疗效果，还可进一步联合光热疗法或免疫疗法，通过协同作用增强原位乳腺癌以及肺转移抑制效果（图4）。本研究为发展在高对比度MRI成像指导下对实体瘤的砷治疗协同策略提供了指导。

图2 自激活型砷锰纳米复合物诱导肿瘤细胞凋亡和抗肿瘤作用机制

图3 自激活型砷锰纳米复合物诱导肿瘤免疫原性细胞死亡

图4 自激活型砷锰纳米复合物诱导的砷治疗-光热/免疫协同治疗实现了原位乳腺癌及其肺转移的高效抗肿瘤作用

论文信息：Yanhua Zhai, Ming Liu, Tao Yang, Jie Luo, Chaogang Wei*, Junkang Shen*, Xue Song, Hengte Ke, Peng Sun, Miao Guo, Yibin Deng*, Huabing Chen*, Self-activated arsenic manganite nanohybrids for visible and synergistic thermo/immuno-arsenotherapy. J Control Release 2022, 350, 761-776.