膠質母細胞瘤（Glioblastoma multiforme, GBM）是成人中最常見且最具侵襲性的原發性腦腫瘤，其標準治療方案包括最大范圍的安全手術切除，術后輔以放療和替莫唑胺化療。然而，即便經過如此積極的綜合治療，絕大多數患者仍難免面臨腫瘤在原手術殘腔周邊復發的厄運，其中位生存期僅約15個月。這一嚴峻挑戰的背后，是GBM高度免疫抑制的腫瘤微環境（Tumor Microenvironment, TME）在作祟。該微環境富含M2型腫瘤相關巨噬細胞（Tumor-Associated Macrophages, TAMs）、調節性T細胞（Regulatory T cells, T_regcells）等免疫抑制細胞，同時細胞毒性CD8⁺T細胞浸潤嚴重不足，導致免疫系統對腫瘤細胞的識別和攻擊功能癱瘓，使得包括免疫檢查點抑制劑在內的多種免疫療法在GBM中收效甚微。因此，如何有效逆轉GBM的免疫抑制微環境，激發機體自身的抗腫瘤免疫力，成為攻克這一難題的關鍵。

近年來，干擾素基因刺激因子（Stimulator of Interferon Genes, STING）通路在抗腫瘤免疫中的核心作用備受關注。STING是細胞質內的重要傳感器，能被腫瘤細胞釋放的胞質DNA激活，進而啟動I型干擾素（Type I Interferon, IFN-I）的產生。IFN-I不僅能促進樹突狀細胞（Dendritic Cells, DCs）的成熟和抗原呈遞能力，還能抑制T_reg細胞的活性，并直接激活CD8⁺T細胞，從而橋接先天免疫和適應性免疫，形成強大的抗腫瘤免疫應答。然而，STING激動劑（如環狀二核苷酸CDA）的臨床應用面臨巨大挑戰：它們容易被體內的磷酸二酯酶降解，全身給藥可能導致嚴重的免疫相關不良反應，且難以有效透過血腦屏障到達腦腫瘤部位。另一方面，化療藥物紫杉醇（Paclitaxel, PTX）不僅能直接殺傷腫瘤細胞，還能誘導免疫原性細胞死亡（Immunogenic Cell Death, ICD），釋放腫瘤抗原，為免疫系統的激活提供“燃料”。若能找到一種巧妙的方式，將STING激動劑與化療藥物精準、持續地遞送到GBM術后殘腔，同時逆轉免疫抑制并激活抗腫瘤免疫，或許能打破GBM的治療僵局。

在此背景下，一項發表于《科學·進展》（Science Advances）的研究提出了一種創新的解決方案。研究人員設計了一種基于PTX的前藥超分子水凝膠系統，用于局部聯合遞送STING激動劑CDA和粒細胞-巨噬細胞集落刺激因子（Granulocyte-Macrophage Colony-Stimulating Factor, GM-CSF），旨在通過激活STING通路，強力促進先天免疫與適應性免疫的“對話”，從而預防GBM術后復發。該研究展示了一種“藥物遞送藥物”的巧妙策略：將PTX與前導肽iRGD通過生物可還原的二硫鍵連接子化學偶聯，形成兩親性前藥分子（PTX-iRGD）。該分子在水中能自組裝成超分子納米絲（PF），進而與帶負電的CDA和GM-CSF通過靜電作用形成復合物（CG/PF）。這種復合物溶液在注射到生理環境（如手術殘腔）后，能迅速轉變為穩定的水凝膠，作為一個局部的藥物儲庫，實現治療藥物的持續、可控釋放。

為開展此項研究，作者團隊運用了幾個關鍵的技術方法：首先，他們合成了PTX-iRGD前藥分子并對其進行了表征，利用透射電鏡觀察其自組裝形成的納米絲結構。其次，通過流式細胞術和酶聯免疫吸附測定（ELISA）分析了水凝膠對免疫原性細胞死亡標志物（如鈣網蛋白暴露、HMGB1和ATP釋放）的誘導能力，以及其對不同免疫細胞亞群（如DCs、CD8⁺T細胞、T_reg細胞、M1/M2巨噬細胞）的調控作用。研究還建立了小鼠原位GL261-Luc膠質瘤模型以及腫瘤切除模型，通過小動物活體成像技術動態監測腫瘤生長和復發情況，并利用生存分析評估治療效果。此外，通過檢測腦組織和血清中的細胞因子水平，評估了治療對局部和全身炎癥反應的調節作用。最后，通過腫瘤再攻擊實驗，利用流式細胞術分析脾臟中的中央記憶性T細胞（T_cm）和效應記憶性T細胞（T_em）比例，以驗證治療能否誘導長期免疫記憶。

研究人員成功合成了PTX-iRGD前藥，其在水中自組裝形成超分子納米絲（PF）。透射電鏡證實了PF的絲狀結構。將STING激動劑CDA和GM-CSF通過靜電吸附負載到PF上后，形成的CG/PF復合物仍保持良好的Zeta電位，并保留了關鍵的“溶液-凝膠”轉變特性。流變學測試表明，加入磷酸鹽緩沖鹽水（PBS）后，CG/PF的儲能模量（G′）顯著增加，迅速形成固體水凝膠。皮下注射實驗進一步證實，CG/PF溶液在體內能在10分鐘內完成溶膠-凝膠轉變，在注射部位形成穩定的藥物儲庫，非常適合術后殘腔的局部給藥。

體外釋放實驗表明，PTX-iRGD單體在線性釋放38.74%的同時，其連接子能在模擬腫瘤細胞內高濃度谷胱甘肽（GSH）的環境下發生斷裂，從而在24小時內快速釋放出79.85%的原型PTX，實現了藥物的按需控釋。此外，CG/PF水凝膠能持續釋放CDA和GM-CSF，在35天內累積釋放率分別達到74.24%和46.62%。體內成像顯示，與游離CDA相比，CG/PF能顯著延長CDA在注射部位的滯留時間，長達20天，并且能有效將CDA保留在腦組織內，證明了其作為局部藥物遞送平臺的優越性。安全性評估表明，顱內注射CG/PF對健康小鼠的體重、主要器官組織學和血液生化指標均無顯著影響，具有良好的生物安全性。

研究證實，PF能有效誘導GL261膠質瘤細胞發生免疫原性細胞死亡（ICD），表現為鈣網蛋白（CRT）在細胞表面的暴露增加，以及高遷移率族蛋白B1（HMGB1）和三磷酸腺苷（ATP）的釋放。在荷瘤小鼠模型中，CG/PF處理顯著促進了CD45⁺免疫細胞和DCs（CD11c⁺MHC-II⁺）向腫瘤微環境的募集，其中GM-CSF在招募DCs（特別是cDC1, cDC2和moDC亞群）中發揮了關鍵作用。同時，經CG/PF治療后，腫瘤內表達CD80和CD86的活化DCs比例顯著升高。更重要的是，這些活化的DCs能夠遷移至淋巴結，進一步激活CD3⁺CD4⁺和CD3⁺CD8⁺T細胞，并產生更高比例的分泌IFN-γ和顆粒酶B（GzmB）的效應CD8⁺T細胞。血清中IL-2、IL-6、IFN-γ和TNF-α等細胞因子水平的上調，也證實了CG/PF能夠激發強大的系統性免疫反應。

在原位GL261-Luc膠質瘤模型中，CG/PF治療顯著抑制了腫瘤的生長動力學，并將荷瘤小鼠的中位生存期從對照組的24天延長至59天，效果優于單純PF治療組（36天）。流式細胞術分析顯示，CG/PF處理顯著增加了腫瘤內CD3⁺CD8⁺T細胞的浸潤，同時降低了T_reg細胞的比例，從而顯著提高了CD8⁺T細胞/T_reg細胞比值。此外，CG/PF誘導了巨噬細胞極化的關鍵性轉變：促炎的M1型巨噬細胞（CD11b⁺F4/80⁺CD86⁺）比例大幅增加，而免疫抑制的M2型巨噬細胞（CD11b⁺F4/80⁺CD206⁺）比例下降，使得M1/M2比值顯著升高，成功將免疫抑制微環境重塑為免疫刺激狀態。

在模擬臨床手術的GL261-Luc腫瘤切除模型中，術后于殘腔注射CG/PF溶液，其能立即形成水凝膠填充腔體。細胞因子檢測發現，單純手術會引起IL-6和TNF-α等促炎因子的短暫升高，隨后下降。而CG/PF治療則能持續維持腦組織和血清中高水平的IL-6和TNF-α，同時顯著抑制抗炎因子IL-10的表達。這表明CG/PF能夠重編程術后免疫反應，使其朝向持久且有利于抗腫瘤的方向發展，而非手術引起的短暫炎癥。

最令人鼓舞的結果來自于聯合治療策略。在腫瘤切除后，聯合使用CG/PF水凝膠和抗PD-1抗體（aPD-1）治療，幾乎完全抑制了腫瘤的復發。所有接受該聯合治療的小鼠均實現了長期無瘤生存，生存期超過120天，達到了100%的復發無生存。免疫分析揭示，聯合治療顯著增強了腫瘤內DCs和CD8⁺T細胞的浸潤，提高了效應CD8⁺T細胞的功能，同時深度抑制了T_reg細胞和M2型巨噬細胞，創造了極其有利的抗腫瘤免疫微環境。

對長期存活的小鼠進行對側腦部腫瘤再攻擊實驗發現，與初次接種腫瘤的 na?ve 小鼠相比，先前接受過CG/PF（尤其是聯合aPD-1）治療的小鼠能夠有效抑制二次腫瘤的生長，并顯著延長生存期。對其脾臟的免疫記憶細胞分析顯示，治療組小鼠的CD4⁺和CD8⁺中央記憶性T細胞（T_cm）和效應記憶性T細胞（T_em）比例均顯著高于對照組，證明該局部水凝膠治療成功誘導了系統性的、持久的抗腫瘤免疫記憶。

綜上所述，該研究成功開發了一種具有轉化潛力的STING激動劑遞送新策略。這種基于PTX前藥的超分子水凝膠系統，巧妙地將化療的直接殺傷作用與STING通路激活的免疫調節作用相結合，并通過GM-CSF增強DCs的招募，實現了對GBM免疫抑制微環境的有效重編程。其獨特的原位凝膠化特性使其能完美適配外科手術流程，作為術后殘腔的填充物和藥物儲庫，通過持續局部給藥，最大限度地提高療效并減少全身毒性。研究結果充分證明，該水凝膠系統能協同激活先天性和適應性免疫，顯著抑制原位GBM生長和術后復發，延長生存期，并建立強大的免疫記憶以防止腫瘤再生長。這項工作不僅為預防GBM術后復發提供了一種極具前景的新型聯合免疫治療方案，也為利用生物材料技術進行局部免疫調控治療實體瘤開辟了新途徑。