摘要：自组装肽在生物和医学应用中展现出巨大潜力，尤其是在采用非侵入性方式的肿瘤治疗方面。自组装肽的迅速发展几乎完全得益于其良好的生物相容性、对肿瘤微环境的响应性、多价性和结构多样性。充分利用自组装肽的特性，基于肽的纳米材料被应用于递送载体、化疗、免疫治疗以及包括光热治疗（PTT）、光动力治疗（PDT）和声动力治疗（SDT）在内的非侵入性肿瘤治疗。此外，PDT 和 SDT 引起的肿瘤细胞免疫原性细胞死亡以及 PTT 导致的肿瘤细胞坏死能够引发一定程度的免疫反应。因此，协同治疗已成为一种更有效且强大的肿瘤治疗策略。重要的是，自组装肽能够巧妙地将各种治疗方法结合起来。本综述概述了基于自组装肽的纳米材料在生物医学中的应用，并着重介绍了多种治疗方式。
1 引言：肽是由大约 50 个以下氨基酸组成的氨基酸链，易于合成，甚至可以设计成模仿蛋白质的自组装特性。肽具有化学多样性、高生物相容性和生物识别能力等卓越优势。此外，小肽能够穿过细胞膜且不会引起免疫反应。然而，游离肽在体内血液循环中不稳定，会因酶降解而迅速被清除，并且同时具有脱靶效应。因此，近年来自组装方法作为一种优雅的纳米技术被开发出来，用于操纵肽构建稳定且多功能的纳米材料，特别是在肿瘤治疗方面得到了具体应用。
肽类物质可通过疏水、氢键、π-π堆积和静电等非共价相互作用驱动的自组装形成具有多种形态的稳定纳米材料。同时，肽类物质会受到离子强度、助溶剂、pH 值和温度等因素的影响。这些因素使得能够灵活控制肽类自组装，从而形成多种纳米结构。由此产生的肽类纳米材料不仅能在体内延长循环时间，还能增强在病变部位的聚集，具有明显的治疗效果。
众所周知，光热疗法（PTT）、光动力疗法（PDT）和声动力疗法（SDT）作为微创方法，以及被认为最有前景的免疫疗法，都被应用于肿瘤治疗领域。这些治疗方式在很大程度上依赖于活性药物的设计，这些药物通常需要被设计成能够递送至肿瘤部位。自组装肽在药物纳米工程方面展现出显著潜力，从而提高治疗效果。例如，由几个氨基酸组成的小肽被用于设计和组装基于肽的纳米材料，这些纳米材料能够封装光敏剂（或声敏剂）和金属离子，用于对抗恶性肿瘤的 PDT、SDT 和 PTT。具有抗原活性的肽被选用来形成自组装纳米疫苗用于免疫治疗。然而，在某种程度上，单一疗法在肿瘤治疗中效果有限。最近发现，PDT 和 SDT 引起的肿瘤细胞免疫原性死亡，以及 PTT 导致的肿瘤细胞坏死和凋亡，能够引发一定程度的免疫反应，并吸引更多的巨噬细胞。鉴于肿瘤免疫疗法通过调节自身免疫系统来消除肿瘤细胞，与传统治疗方法相比具有显著的持久性优势，因此进一步采用光动力疗法（PDT）、声动力疗法（SDT）和光热疗法（PTT）与免疫疗法相结合的协同疗法进行肿瘤治疗。此外，在治疗过程中还使用了新型肽基分子探针和多功能纳米材料作为不同的生物标志物，并将其应用于肿瘤成像。因此，基于自组装肽的纳米材料通过最大限度地发挥免疫疗法和非侵入性治疗的作用，对肿瘤治疗具有巨大的潜力。
如今，自组装肽正逐渐成为肿瘤治疗的有效生物材料。为了获得更显著的治疗效果，人们采用抗原肽和其他功能肽进行自组装，构建纳米材料，从而实现靶向治疗，并结合不同的治疗方法取得突破性的治疗效果。本综述总结了用于肿瘤治疗的自组装肽纳米材料及相关治疗策略（方案 1）。对这一新兴领域的概述有助于了解自组装肽的最新进展，并探索开发基于肽的材料在肿瘤治疗中的新途径。
方案1 关于自组装肽的优势及抗肿瘤应用的示意图说明
2 自组装肽的优势
2.1 高生物相容性
纳米材料的生物相容性对于其在临床治疗中的进一步应用至关重要。肽是从天然蛋白质的某些部分衍生而来，因此肽由人体不可或缺的不同氨基酸组成。显然，肽具有出色的生物相容性，是制备纳米材料的首选。与无机纳米材料相比，基于自组装肽的纳米材料不会引发难以解决的毒性和抗降解问题。例如，沸石咪唑酸酯框架-8 纳米粒子的快速降解会导致高毒性，而二氧化硅纳米摇铃难以代谢。基于自组装肽的多功能纳米材料与游离疏水性药物相比，生物相容性得到增强，这有效地促进了肿瘤治疗。自组装肽纳米材料表现出高生物相容性，这是生物医学中最重要的部分。
2.2 肿瘤微环境反应
肿瘤微环境存在多种屏障，使得纳米材料难以进入肿瘤，这限制了纳米材料在肿瘤治疗中的生物应用。仅靠增强渗透和滞留效应无法克服这一难题。同时，由于肿瘤微环境的类型、位置和进展阶段不同，其特性也往往各异。然而，纳米材料的应用仍采用“一刀切”的策略，而非根据不同肿瘤的生理特性使用不同的纳米材料。为了获得良好的治疗效果，纳米材料需要针对肿瘤微环境的各种特性进行智能设计。
每种微血管都具有特定的孔径分布，例如，乳腺或胰腺肿瘤可能为 50 - 60 纳米，脑肿瘤约为 7 纳米，因此设计与之对应的尺寸的纳米材料对于有效的肿瘤治疗至关重要。已有报道指出，纳米材料的尺寸决定了其在肿瘤组织中的渗透深度，较小的纳米颗粒能够更深入地渗透到肿瘤组织中。然而，非常小的颗粒（< 11 纳米）容易且迅速被清除，这对肿瘤治疗不利。因此，根据在最大程度上增加肿瘤组织渗透和最小程度上减少肾清除之间的平衡，为特定肿瘤设计相应且合适的尺寸的纳米材料至关重要。值得一提的是，肽可以通过改变离子强度、共溶剂、pH 值和温度自组装成不同尺寸的纳米材料，这有利于渗透到肿瘤微环境中。
此外，非球形的纳米材料，如棒状和盘状纳米材料，比各种尺寸的球形纳米材料更快地渗透并积聚在肿瘤部位，由于其最短的尺寸，它们适合于血管孔径较小的肿瘤。重要的是，纳米材料的形态由多种非共价相互作用之间的相互作用共同决定，包括π-π堆积、氢键、静电和疏水相互作用。因此，肽是理想的选择，通过调节非共价相互作用，可以自组装成具有适合特定肿瘤形态的纳米材料。
纳米材料的阳离子或阴离子特性也会影响肿瘤部位的渗透性，阳离子纳米材料比阴离子或中性纳米材料更容易渗透到肿瘤中。对生物体至关重要的微量金属元素，如 Zn2+、Mn2+ 和 Fe3+ 可以引入自组装肽纳米材料中，从而调节纳米材料的表面电荷。这有利于提高肿瘤渗透性，并增强诊断和治疗效果。
同时，肿瘤微环境具有部分酸性特征并且会分泌更多的谷胱甘肽（GSH），这一点已为大众所熟知。5c 自组装肽纳米材料能够在部分酸性环境中降解，并通过质子化和二硫键断裂与 GSH 反应而解体，对肿瘤微环境表现出极高的响应性。1b 因此，这突显了自组装肽作为抗肿瘤治疗智能纳米平台的潜力，因其对 pH 值和 GSH 具有超灵敏的响应性。
总之，肽可以通过改变合成条件和非共价相互作用，巧妙地自组装成合适的纳米材料，从而对肿瘤微环境做出积极反应。研究表明，与其它纳米材料相比，自组装肽具有高生物相容性、良好的柔韧性和易于操作性，这使其在肿瘤治疗方面值得深入研究。
2.3 多价性
多价性是自组装纳米结构的一个显著特征，它能够产生多价相互作用，从而显著提高弱特异性相互作用的结合亲和力。这使得自组装过程具有高效、低成本和操作简便的特点。肽通过自下而上的自组装过程形成自组装纳米颗粒，因此自组装肽具有多价性这一重要特征。多价相互作用在生物活性功能化中发挥着重要作用，并且由于 B 细胞能够识别多价抗原，所以能够激活免疫系统。此外，多价性在生物系统中也起着重要作用，其表现出比单价更强的亲和力和特异性。多价性能够重新组织细胞表面的一些受体，从而增强受体的结合性。因此，具有多价性的自组装肽可用于激活免疫原性，促进肿瘤免疫治疗。同时，开发具有多价性的自组装肽作为疫苗或疫苗佐剂来对抗肿瘤细胞是当前的一个重要推动力。例如，多价 R-螺旋糖肽对霍乱毒素 B 五聚体的抑制效果比单价半乳糖更显著，这是由于多个糖配体与 CT B5 结合所致。自组装肽的多价性具有独特优势，在免疫治疗及其他领域展现出巨大的应用价值。
2.4 多样化的结构
肽在水溶液的不同环境条件下可通过自组装形成各种纳米结构。例如，在低 pH 值和低渗透压的溶液中，短肽会迅速形成纳米纤维。因此，了解自组装肽的结构和自组装机制有助于合理设计目标结构。自组装肽的结构涉及二级结构，包括α-螺旋、β-折叠、聚-L-脯氨酸 II 型（PPII）螺旋，以及三级结构，包括胶束、囊泡、纤维、管、带和带状物。据报道，某些自组装肽的结构是稳定的，这有利于其在生物应用中的应用，例如，卷曲螺旋比其他α-螺旋结构更稳定。自组装肽的各种结构具有不同的生物应用。研究表明，纳米材料的结构会影响细胞的摄取和识别，甚至影响免疫反应。例如，纳米纤维能够促进不同种类哺乳动物原代细胞的附着、生长和分化，而纤维化肽与β-折叠纤维和肽形成的水凝胶相比，能够增强抗体反应并产生特异性抗体，且无需添加任何免疫佐剂。
如今，自组装肽的应用越来越广泛。例如，自组装肽纳米纤维能够有效地作为载体，将药物输送到心肌细胞中，从而起到保护心肌的作用。可裂解的两亲性肽能够在溶液中自组装成纳米纤维，而这些纳米纤维会逐渐转变为负载疏水性药物的球形纳米颗粒。
3 用于生物应用的自组装肽
自组装肽在肿瘤治疗的应用中发挥着重要作用，巧妙地克服了各种治疗方法中存在的不同缺陷。
3.1 自组装肽作为递送载体
由于具有高生物相容性和化学多样性，自组装肽可用作细胞和药物的递送载体。近年来，细胞递送，即细胞移植，在医学领域崭露头角。越来越多疾病的治疗采用细胞移植疗法。然而，目前的方法存在诸多缺陷，例如移植细胞的存活率低以及缺乏合适的递送系统来提供氧气和营养。细胞注射疗法是将细胞注入病变部位，被认为是一种有效的方法，并能为细胞生长提供适宜的环境。由肽自组装而成的纳米纤维具有独特的性质，例如支持细胞的附着和生长，并能在表面修饰生长因子和细胞信号。特别是，自组装纳米材料由于可控的结构和尺寸，能为细胞提供生存空间和生物活性信号。因此，自组装肽被认为是运输细胞的合适载体，甚至可用于构建体外组织特异性模型，并在三维细胞培养中重建肿瘤微环境以用于肿瘤治疗。韦伯等人报告称，基于肽的水凝胶化可以使细胞均匀分布在水凝胶中，同时保持细胞活力，从而用于细胞移植和靶向生物部位。具有能为细胞提供生存空间的骨架结构的自组装肽，在医学领域中用于细胞输送方面展现出更大的潜力。
药物输送是化疗的一种积极有效的策略，它不仅能降低游离药物的毒性，还能通过主动或被动运输增强游离药物的靶向能力。一些研究选择无机纳米材料作为药物载体，例如金属有机框架材料或核壳结构材料。然而，这些纳米材料存在诸多缺点，如毒性大和载药量低。因此，寻找合适的材料并提高载药量是一个有意义的策略。由氨基酸组成的肽具有很高的生物相容性。最重要的是，由于其两亲性，肽在自组装过程中能够包裹疏水性药物，从而实现更高的载药率。自组装肽可以形成各种纳米结构，如胶束、囊泡和棒状结构，促进细胞摄取。作为药物载体的自组装肽不仅具有高载药率，还能对肿瘤微环境作出响应，实现有效释放。例如，基于细胞穿透肽的纳米颗粒可用于负载疏水性药物阿霉素（PNP-D）。基于肽的可编程性，将能够靶向人成纤维细胞活化蛋白-α的单克隆抗体（mAb）修饰到自组装肽（PNP-D-mAb）的表面。整个制备过程如图 1A 所示（PNP-D-IgG 作为对照组）。如图 1B 所示，当刺激响应型 PNP-D-mAb 对肿瘤微环境作出反应时，PNP-D-IgG 或 PNP-D-mAb 中的 DOX 在 48 小时内的释放率达到 80%，而 12 小时内释放了 30%的 DOX，表明 DOX 能够有效释放并实现可控释放。近红外肿瘤成像和肿瘤生长曲线表明，PNP-D-mAb 具有良好的靶向能力和显著的治疗效果（图 1C、D）。此外，肽还可以自组装成纤维或水凝胶，适合药物的持续释放。因此，自组装肽作为药物载体，既具有高负载率，又能有效释放药物。此外，还采用了识别-反应-聚集的新策略，并将其与可寻址的自组装肽相结合，以增强化疗药物的敏感性并扰乱细胞膜的通透性。重要的是，与游离药物相比，作为药物载体的自组装肽能提高靶向性并降低毒性，这对进一步的研究和临床应用十分有利。阿布拉西纳是首个采用蛋白质纳米颗粒负载抗癌药物的药物，于 2005 年获得美国食品药品监督管理局批准。这些努力已得到广泛认可，未来将会有越来越多基于自组装肽的药物应用于临床。
图1 用于药物递送的自组装肽。（A）PNP-D-mAb 纳米粒子合成示意图。（B）PNP-D-mAb 和 PNP-D-IgG 的药物释放曲线。（D）PNP-D-IgG 和 PNP-D-mAb 在体内的近红外肿瘤成像。（D）肿瘤治疗实验中的肿瘤体积增长曲线。
3.2 用于光动力疗法、光热疗法和声动力疗法的自组装肽
光动力疗法和光热疗法属于光疗法，因其在肿瘤治疗中的非侵入性特点而广为人知。实现光疗法需要两个必要部分：光敏剂和特定的光。当光敏剂被运输到肿瘤部位时，在光照射下被激活，在光动力疗法中产生活性氧（ROS），在光热疗法中通过有效的光热转换产生热能，从而破坏肿瘤细胞。光动力疗法和光热疗法因其非侵入性特点而被广泛应用于肿瘤治疗。声动力疗法作为一种新兴的非侵入性治疗手段，与激光治疗相比具有更深的穿透性。声动力疗法的机制与光动力疗法类似，即声敏剂在超声波作用下被激活，产生活性氧（ROS），从而引发肿瘤细胞死亡。
为了进一步提高光疗的效率并促进其临床应用，设计和制备新型纳米材料是一项重要的策略。众所周知，光敏剂存在许多缺点，如水溶性差、无特殊选择性以及生物利用度低，这些都限制了其进一步的生物应用。肽与光敏剂通过可控方式组装成纳米材料的新策略，不仅克服了光敏剂的缺点，还充分利用了肽的优势。最近，我们团队设计并开发了用于光动力治疗（PDT）的基于肽的智能超分子金属纳米药物。由于其多样性和灵活性，短肽被选作设计自组装材料的原料。通过配位相互作用，选择芴甲氧羰基-L-组氨酸（Fmoc-H）和N-苄氧羰基-L-组氨酸-L-苯丙氨酸（Z-HF）与Zn2+共组装，并且成功制备了由光敏剂血卟啉e6（Ce6）组成的自组装纳米材料（图2A）。结果表明，金属纳米药物在生物应用方面具有许多独特的优势，例如稳定性强、载药量高以及延长血液循环时间。在光动力治疗过程中，由于对肿瘤微环境中的 pH 值和谷胱甘肽的响应，分子 Ce6 爆炸式释放。随后，分子 Ce6 在光照射下被激活，并与分子氧反应，产生大量活性氧物质，从而有效破坏肿瘤细胞。实验结果表明，抗肿瘤效果显著提高。这项研究为设计具有多功能性和灵活性的智能光敏纳米药物以增强肿瘤靶向治疗和提高治疗效果提供了新的见解。
图2 用于光热治疗（PTT）、光动力治疗（PDT）和声动力治疗（SDT）的自组装肽。（A）通过多组分配位自组装（金属结合肽、光敏剂和 Zn2+）制备金属纳米药物的示意图及其在光动力治疗中的抗肿瘤应用。（B）通过多组分自组装（含组氨酸的金属结合短肽、BV 和金属离子）制备用于近红外光热抗肿瘤治疗的 BV 纳米剂的示意图。（C）PAIN 合成及其作为多功能诊疗平台（SDT-PDT-PTT）应用的示意图。
与此同时，我们团队还报道了自组装肽在光热治疗（PTT）中的新兴应用。通过胆绿素（BV）、短肽（Z-组氨酸-Obzl，ZHO）和 Mn2+ 的组装形成了光热纳米剂。选择 BV 是因其具有来源清晰、代谢途径明确且无生物安全性问题、近红外吸收强烈有利于光热转换等优点。然而，BV 单体的疏水性和不稳定性限制了其生物应用。因此，ZHO 和 BV 组装而成的 BV 纳米剂不仅由于增强了近红外吸收而提高了热转换效率，还提高了生物利用度（图 2b）。
刘等人制备了复合肽两亲性-吲哚菁绿纳米胶束（PAIN），其中吲哚菁绿被封装在自组装肽 C18GR7RGDS 的收缩结构中，以实现声动力治疗-光动力治疗-光热治疗的多模态治疗。其制备过程和实验机制如图 2c 所示，PAIN 和过表达αvβ3 的肿瘤靶向性在近红外激光或超声照射下用于肿瘤治疗。当 PAIN 暴露于超声和近红外激光照射时，会温和地产生活性氧，温度也会升高。有趣的是，PAIN 在光热和声热方面表现出更好的稳定性，并且在相同浓度下产生的活性氧比游离的吲哚菁绿更多。结果表明，由自组装肽封装的吲哚菁绿克服了吲哚菁绿疏水性的限制。它还可以进一步应用于基于对肿瘤微环境响应的肿瘤治疗，在近红外激光或超声照射下实现声动力治疗-光动力治疗-光热治疗。这证明了基于自组装肽的有效、多模态、非侵入性治疗策略。
肽与光敏剂或声敏剂自组装成用于光动力疗法（PDT）、声动力疗法（SDT）和光热疗法（PTT）的纳米材料，这不仅克服了光敏剂和声敏剂的疏水性和非靶向性缺陷，还提高了材料的稳定性。肽的生物相容性、生物降解性和可编程性等优势有助于实现最佳治疗效果。
3.3 用于肿瘤免疫治疗的自组装肽
免疫疗法通过激活免疫系统展现出有效消除肿瘤的巨大潜力。纳米疫苗在免疫治疗中发挥着越来越重要的作用，因而备受关注。纳米疫苗种类繁多，包括聚合物、生物聚合物、脂质体、纳米囊泡、水凝胶和无机纳米粒子。这些纳米疫苗是通过将抗原负载到纳米材料上形成的，存在负载率低和治疗效率差的缺点。此外，普通肽无法引发免疫反应或组织炎症，而人工氨基酸序列和高度寡聚化结构则可能具有理论上的免疫原性。
为了增强免疫疗法的效果，将肽自组装成纳米材料作为纳米疫苗，也称为基于肽的纳米疫苗。例如，肽表位被用于自组装成纳米纤维，这种纳米纤维能够引发高抗体反应，且无需任何佐剂。此外，无免疫原性的肽需要从可编程的一级结构或抗原肽中编程而来。鉴于肽具有这些独特的优势，其在免疫疗法应用方面前景广阔。基于肽的纳米疫苗能够对免疫系统产生反应，这得益于肽的特异性。更重要的是，基于肽的纳米疫苗能有效减少抗原降解，并且更容易被树突状细胞（DCs）识别。这表明基于肽的纳米疫苗在免疫疗法中具有巨大的潜力。
此外，据报道，由肽两亲分子（PAs）自组装而成的纳米级胶束能够有效响应免疫系统，原因是它们能激活树突状细胞（DCs）上的 Toll 样受体（TLRs）。因此，为了避免 PAs 激活免疫反应，需要设计带有合成脂质尾的 PAs。开发了抗原递送系统以保护抗原免受降解并提高其被 DCs 摄取的能力。在实验设计中，带有两个棕榈酸（C16）作为疏水、脂质样尾部的二烷基尾和作为亲水、生物功能肽的抗原卵清蛋白（OVA）自组装成 DiC16-OVA 圆柱形胶束（图 3A）。DiC16-OVA 圆柱形胶束表现出均匀的棒状形态，这通过透射电子显微镜（TEM）和原子力显微镜（AFM）成像得到了验证（图 3B）。为了进一步证明实验目的，即 DiC16-OVA 圆柱形胶束能够在体内引发免疫反应，选择弗氏不完全佐剂（IFA）不完全包被 OVA 肽作为对照组之一。最终，CD8+细胞百分比的结果表明，DiC16-OVA 圆柱形胶束能够诱导并延长免疫反应（图 3C，D）。这证明了抗原肽在免疫治疗中获得了有效的保护。受此研究启发，人们选择各种抗原肽来制备自组装纳米疫苗，这种疫苗既能激活免疫系统，又能保护抗原肽不被降解。将自组装抗原肽开发为用于免疫治疗的纳米疫苗将成为一个重要的方向。
图3 用于肿瘤免疫治疗的自组装肽。（A）DiC16-OVA 的化学结构及其自组装成圆柱形胶束。（B）自组装 DiC16-OVA 圆柱形胶束的形态。（C）OVA 特异性 Tc 细胞的流式细胞仪成像。（D）CD8+细胞的百分比。
3.4 自组装肽用于协同治疗
尽管免疫疗法能够通过全身免疫激发对肿瘤的长期抵抗，但要根除原发性肿瘤却十分困难。因此，有预测认为，免疫疗法需要与其他针对恶性肿瘤的互补疗法相结合。
3.4.1 免疫治疗与光热治疗的协同作用
光热治疗能够提供强大的热能，在短时间内有效杀死肿瘤细胞。肿瘤细胞的大规模坏死会吸引更多的巨噬细胞，并引发一定程度的免疫反应。为了增强免疫治疗与光热治疗的协同作用，孙的研究小组报道了一种由模型抗原 OVA 和 ICG 组成的纳米疫苗，该疫苗采用了基于免疫治疗与光热治疗联合治疗的抗原导向策略（图 4A）。这种 OVA-ICG 纳米疫苗显示出很高的抗原负载率。免疫治疗与光热治疗的抗原导向协同作用取得了显著的治疗效果。在光热治疗中，不同浓度的 OVA-ICG 溶液在 808 纳米激光照射下，其温度上升明显高于纯水。在免疫治疗中，将 DC 细胞与 OVA、ICG 和 OVA-ICG 纳米疫苗共同孵育 24 小时和 48 小时，24 小时后分泌出大量的 TNF-α 和 IL-6，48 小时后进一步增加。并且 OVA-ICG 组的 MHC-II、CD80 和 CD83 的表达水平显著高于纯 OVA 和 ICG 组（图 4B）。结果表明，OVA-ICG 纳米疫苗在与光热治疗（PTT）联合使用时，对肿瘤治疗具有增强的免疫治疗效果。这些纳米疫苗采用了一种新策略，即选择抗原肽进行自组装以构建多功能纳米疫苗，具有高抗原负载率，并克服了吲哚菁绿（ICG）的疏水性问题。此外，这些纳米疫苗还采用了协同治疗策略，即光热治疗用于肿瘤消融，免疫治疗用于抗原过表达以激活免疫系统。
图4 用于将光热疗法与免疫疗法相结合的治疗性自组装肽。（A）OVA-ICG 纳米疫苗的制备过程示意图以及用于肿瘤治疗的光热免疫疗法机制。（B）与 OVA、ICG 和 OVA-ICG 共孵育 24 小时和 48 小时后，DC 细胞分泌和表达的 TNF-α 和 IL-6 的量以及 MHC-II、CD80 和 CD83 的水平。
3.4.2 免疫疗法与动态疗法的协同治疗
已有报道表明，光动力疗法（PDT）能够通过肿瘤细胞的免疫原性细胞死亡（ICD）引发抗肿瘤免疫反应。3f 同时，在 ICD 过程中会释放出能够作为免疫原性信号刺激抗肿瘤免疫反应的损伤相关分子模式（DAMPs）。因此，开发光动力疗法中活性氧（ROS）的爆发式释放，从而有效激活抗肿瘤免疫反应，成为一种新的思路。一项研究引入了以质膜（PM）为靶点的嵌合肽。在特定 PM 损伤作用下，DAMPs 快速释放，从而增强了光动力免疫疗法。该研究的治疗机制如图 5A 所示，其中酶驱动的肿瘤细胞 PM 靶向嵌合肽破坏了特定的 PM，随后 DAMPs 释放，最终激活了抗肿瘤免疫系统，包括肿瘤抗原的呈递、树突状细胞（DC）的成熟以及细胞毒性 T 细胞的激活。如图 5B 所示，HMGB1 水平、ATP 释放、IL-6、TNF-α 以及成熟 DC（CD11c+、CD80+、CD86+）的水平明显升高，表明免疫反应更佳。为了增强免疫激活，引入了检查点阻断抑制剂（抗 PD-1），这明显提高了治疗效果。通过靶向嵌合肽破坏质膜，从而释放损伤相关分子模式（DAMP）来激发抗肿瘤免疫反应，实现了光动力疗法与免疫疗法在抗肿瘤应用中的巧妙结合。因此，功能肽用于自组装纳米粒子靶向目的地，从机制上促进了各种治疗手段的有效结合。功能肽自组装用于肿瘤治疗具有潜力。
图5 用于光动力疗法与免疫疗法相结合的治疗手段的自组装肽。（A）特异性破坏肿瘤相关巨噬细胞以增强光动力免疫疗法并快速释放损伤相关分子模式的治疗机制示意图。（B）由于免疫反应导致的典型细胞因子的变化。
与近红外激光相比，超声波具有无创性和深部组织穿透力强等显著优势，因此声动力疗法（SDT）被认为是一种有前景且有效的治疗方式。声动力疗法能够激发免疫反应，其机制与光动力疗法（PDT）类似。声动力疗法已被用于与其他治疗方式联合应用，包括光动力疗法、光热疗法、化疗和免疫疗法。最近，声动力疗法与免疫疗法联合用于肿瘤治疗的协同疗法已有报道。通过使用脂质体（Lip）共包封声敏剂（HMME）和免疫佐剂（R837），开发出了纳米声敏剂（HMME/R837@Lip），用于声动力疗法和免疫疗法的协同治疗。结果表明，声动力疗法与抗 PD-L1 联合能够激发抗肿瘤免疫反应，有效抑制原发肿瘤并防止肿瘤转移。声动力疗法与免疫疗法的协同治疗具有超声波深部穿透和免疫疗法长期免疫记忆的优势。如果在实验设计中引入具有功能的自组装肽，并充分发挥其优势，未来有望实现对抗恶性肿瘤的协同治疗。
总之，抗原肽和其他功能肽可直接制备用于免疫治疗的纳米疫苗，或间接激发免疫反应，从而实现免疫治疗与动态治疗的协同作用。与其它纳米材料相比，抗原肽自组装纳米材料具有出色的稳定性和高载药量。功能肽自组装纳米材料巧妙地将动态治疗与免疫治疗相结合，以实现最佳治疗效果。
3.4.3 其他协同治疗方法
化疗仍是临床治疗的主要方法之一，但其受限于耐药性以及靶向性差等问题。在免疫治疗中，免疫检查点阻断（ICB）疗法用于免疫逃逸。然而，ICB 疗法因免疫原性差，甚至免疫抑制性肿瘤微环境（ITM）而受到限制。冯等人报道了一种多功能纳米药物，它不仅克服了化疗药物导致的免疫逃逸，还解决了光敏剂的疏水性问题。在该实验中，ICG 作为模板可与紫杉醇（PTX）自组装，制备成二合一纳米颗粒（ISPN）。在激光照射下，ISPN 中的 ICG 产生光动力治疗（PDT）效应，从而激发抗肿瘤免疫反应。同时，ISPN 中负载的 PTX 可抑制调节性 T 淋巴细胞（Tregs），有效对抗 ITM。最后，还引入了免疫检查点阻断（αPD-L1）以预防复发和抑制转移。整个实验采用了三种疗法的协同治疗，包括光动力疗法（PDT）、免疫疗法和免疫检查点阻断疗法，显示出抑制肿瘤生长和肺转移的良好效果。最重要的是，以吲哚菁绿（ICG）为模板与小分子药物自组装的策略能够扩展到其他小分子药物，尤其是抗原肽。总的来说，本研究采用 ICG 模板自组装纳米粒子进行化疗 - 光动力疗法 - 免疫疗法，展示了一种潜在的肿瘤治疗策略。这进一步推动了肽模板自组装纳米材料在临床肿瘤治疗中的设计与开发。
受此启发，近红外染料（IR820）、化疗药物（多柔比星，DTX）和预先设计的肽（CF27）能够自组装成纳米材料，用于光热治疗（PTT）、化疗和免疫治疗的协同治疗。IR820 通过超分子组装负载 DTX，实现高药物封装率。然后，所得纳米颗粒通过 CF27 实现自交联（图 6A）。DTX-IR820-CF27 的刺激响应特性有利于化疗药物 DTX 的释放（图 6B）。如图 6C 所示，DTX-IR820-CF27 的肿瘤靶向性增强，有利于靶向药物递送和释放。此外，为了增强对肿瘤细胞的免疫反应，通过设计 CF27 作为 PD-1/PD-L1 来引入免疫检查点 PD-1/PD-L1。实验达到了令人满意的目的，即通过组装制备了药物-染料-肽纳米材料，并对 PTT/化疗/免疫治疗作出响应（图 6D）。基于功能肽、光敏剂和化疗药物的自组装纳米材料具有许多优点，例如高药物封装率、肿瘤部位靶向性和可控药物释放。在协同治疗中，肽类物质因其可编程性和生物降解性而发挥着关键作用。
图6 用于光化学免疫治疗的自组装肽。（A）近红外染料/药物/肽杂化纳米粒子的示意图。（B）DTX-IR820-CF27 的刺激响应特性。（C）DTX-IR820-CF27 激活肿瘤靶向过程的示意图。（D）由 DTX-IR820-CF27 介导的光热治疗/化疗/免疫治疗。
在协同治疗期间，实验设计原则采用的是扬长避短的不同治疗策略相结合的策略，以实现协同治疗效果的最大化。自组装肽的显著优势非常有吸引力，尤其是对肿瘤微环境的响应。自组装肽在与其他治疗方法结合以实现治疗效率最大化方面发挥着重要作用。
4 总结与展望
我们主要阐述了用于肿瘤治疗的自组装肽的独特优势及其生物医学应用。肽具有生物相容性、无免疫原性、组织渗透性、快速从体内代谢以及最重要的是可编程性，这些特性在生物研究和临床应用中具有巨大潜力。特别是，高载药量的自组装肽由于对肿瘤微环境的响应性，能够实现有效的药物释放，显示出显著的治疗效果，并克服了游离药物的毒性和非靶向性。尽管具有诸多优势，但仍存在一些问题，未来针对恶性肿瘤的自组装肽仍需改进：（a）寻找更多功能性肽并研究其功能对于进一步应用于肿瘤治疗至关重要；（b）根据肽的可编程性设计功能性肽，以实现肿瘤的特异性治疗；（c）随着对肿瘤微环境的深入了解，开发基于自组装肽的特定纳米材料，在肿瘤部位发挥重要作用。（d）寻找与肿瘤微环境直接相关的肽，调整肿瘤微环境以实现肿瘤抑制的最大效率；（e）通过可控方法基于自组装肽构建针对特定类型肿瘤的适当纳米材料，为肿瘤治疗提供新的见解。（f）更重要的是，用其他材料修饰肽链，以保护肽在生理条件下不被酶降解，并避免肽在体内引发免疫反应。总之，越来越多的功能肽已被应用于肿瘤诊疗。我们相信，自组装肽，尤其是功能肽，在不久的将来在生物学和医学领域将具有巨大的应用价值。
参考文献：https://doi.org/10.1002/VIW.20200020
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