PD-1 靶向纳米系统：T 细胞耗竭的受体开关与再激活

PD-1 靶向纳米系统：围绕该靶点的递送机制要点、代表性应用案例与站内现货、表征服务一览。所有试剂与服务仅限科研用途，不提供临床/人体用途。

PD-1 靶向纳米递送示意图

◆ 一、PD-1：T 细胞耗竭的受体开关与再激活

PD-1（Programmed Death-1，CD279）是免疫检查点受体家族的核心成员，主要表达于活化 T 细胞、B 细胞、NK 细胞及部分髓系细胞表面。PD-1 与其配体 PD-L1（B7-H1）或 PD-L2（B7-DC）结合后，通过其胞内段 ITSM 基序招募 SHP-2 磷酸酶，抑制 TCR 信号通路（ZAP70、PI3K/Akt、Ras/MAPK），导致 T 细胞功能耗竭、细胞因子分泌减少及增殖能力下降。因此，PD-1 在肿瘤免疫中的核心角色是「T 细胞耗竭的受体开关」，阻断 PD-1/PD-L1 通路可恢复耗竭 T 细胞功能，增强抗肿瘤免疫。

在疾病角色上，PD-1/PD-L1 通路是肿瘤免疫逃逸的核心机制之一。肿瘤细胞与肿瘤浸润免疫细胞高表达 PD-L1，与 T 细胞表面 PD-1 结合后抑制 T 细胞功能，导致肿瘤免疫耐受。PD-1 阻断抗体（如 pembrolizumab、nivolumab）已在多种实体瘤（黑色素瘤、非小细胞肺癌、肾癌、霍奇金淋巴瘤等）中取得显著疗效，但单药响应率仅约 20–40%，且存在免疫相关不良反应（irAEs）。因此，纳米医工中的策略是将 PD-1/PD-L1 阻断剂与化疗、放疗、光动力治疗或其他免疫调节剂联合，通过纳米载体实现靶向递送与协同增效，同时减少系统性毒性。

作为纳米递送靶点，PD-1 的优势在于其表达相对集中于肿瘤浸润淋巴细胞（TIL），而正常组织表达较低，因此靶向 PD-1 的纳米系统具有较好的肿瘤选择性。此外，PD-1 阻断还可诱导免疫原性细胞死亡（ICD），释放肿瘤相关抗原与 DAMPs，进一步放大抗肿瘤免疫。纳米载体可将 PD-1 阻断抗体、PD-L1 siRNA 或小分子抑制剂定向递送至肿瘤微环境，减少 irAEs 并提高响应率。同时，PD-1 阻断还可与化疗、放疗或光动力治疗联合，通过 ICD 增强抗肿瘤免疫。

◆ 二、PD-1 靶向纳米系统的核心设计

围绕 PD-1 的纳米系统典型为「识别单元 × 载体 × 免疫调节载荷」三层架构。识别单元可选抗 PD-1 单克隆抗体、抗 PD-L1 单克隆抗体、PD-1 靶向肽或 PD-L1 靶向肽；载体可选脂质体、LNP、聚合物胶束或细胞膜仿生载体；载荷则根据策略选择 PD-L1 siRNA、化疗药、光敏剂或 STING 激动剂。载体选型需考虑肿瘤免疫微环境的特殊性：脂质体与 LNP 适合核酸类药物递送，聚合物胶束适合疏水化疗药，而肿瘤细胞膜或 T 细胞膜仿生载体则可利用其表面天然 PD-1 或 PD-L1 受体实现「同源靶向」。对于脑肿瘤，还需考虑 BBB 穿透能力，通常建议粒径 < 100 nm 并联合 BBB 开放策略。

偶联化学方面，抗 PD-1/PD-L1 抗体通常通过其 Fc 段或 Fab 段氨基与载体进行 EDC/NHS 缩合，或通过抗体 Fc 段与蛋白 A/G 修饰的载体非共价结合；PD-L1 siRNA 则通过静电相互作用包载于阳离子脂质体或 LNP 中。配体密度优化需平衡靶向性与内吞效率：抗 PD-1 抗体密度建议每个 100 nm 载体 10–50 个分子，过高会导致 Fc 受体介导的巨噬细胞清除；siRNA 包载量建议 5–15 wt%，并需验证包封率（通常要求 > 80%）。此外，PD-1 阻断系统常需与化疗或光动力治疗联合，因此载体设计需考虑双载荷共递送的可行性，如 pH 敏感 linker 实现序贯释放，或双室载体实现空间隔离。

◆ 三、典型应用案例

案例 1（线粒体靶向光动力治疗增敏结直肠癌 anti-PD-1 治疗）：Journal for ImmunoTherapy of Cancer 2024 年报道的线粒体靶向光动力治疗通过触发 GSDME 介导的焦亡增敏结直肠癌 anti-PD-1 治疗¹。该研究以线粒体靶向光敏剂联合 anti-PD-1 抗体，在结直肠癌模型中诱导 GSDME 依赖性焦亡，释放肿瘤抗原与 DAMPs，显著增强 anti-PD-1 疗效；结直肠癌移植瘤小鼠模型中，联合治疗组肿瘤体积抑制率约 80%，肿瘤组织 CD8⁺ T 细胞浸润较单药组增加约 2.5 倍，且未引起明显结肠炎。

案例 2（甘草酸负载仿生杂化脂质体逆转神经炎症驱动的认知衰退）：Materials Today Bio 2025 年报道的甘草酸负载仿生杂化脂质体通过靶向炎症级联与 PD-1/PD-L1 通路逆转神经炎症驱动的认知衰退²。该脂质体水动力学直径为 165 ± 3 nm，Zeta 电位为 -10.2 ± 0.2 mV；在 Transwell BBB 模型中，24 h 渗透率达 22.86 ± 0.14%；体内荧光成像显示脑内峰值积累在 24 h，保留至 48 h；LC-MS/MS 证实脑靶向与持久性——12 h 时脑内甘草酸浓度较游离药物高约 48 倍，48 h 仍可定量。阿尔茨海默病模型小鼠中，纳米颗粒组认知功能（Morris 水迷宫）改善约 40%，脑内 PD-L1 表达下降约 50%。

案例 3（溶瘤腺病毒递送新抗原增敏低突变负荷肿瘤 anti-PD-1 治疗）：Signal Transduction and Targeted Therapy 2025 年报道的溶瘤腺病毒通过递送新抗原增敏低突变负荷肿瘤 anti-PD-1 治疗并预防转移³。该策略以溶瘤腺病毒为载体，在肿瘤局部复制并释放新抗原，同时联合 anti-PD-1 抗体；低突变负荷肿瘤小鼠模型中，联合治疗组肿瘤体积抑制率约 75%，肺转移结节数量较对照组减少约 60%，且未引起明显系统性毒性。

◆ 四、联合策略与优势场景

PD-1 纳米体系的联合策略核心是「免疫原性细胞死亡-多检查点阻断-微环境重塑」。与化疗/放疗联合，化疗或放疗诱导的 ICD 可增强 PD-1 阻断的抗肿瘤免疫；与光动力/声动力治疗联合，ROS 诱导的线粒体损伤可放大 ICD 效应；与 STING 激动剂或 TLR 激动剂联合，可激活先天免疫，增强抗原呈递与 T 细胞启动；与 CTLA-4、TIM-3、LAG-3 等其他检查点阻断剂联合，可协同恢复 T 细胞功能。此外，PD-1 阻断还可与代谢调节剂（如腺苷受体拮抗剂）联合，逆转肿瘤代谢抑制微环境。

优势场景主要包括：PD-L1 高表达的实体瘤（非小细胞肺癌、黑色素瘤、肾癌、膀胱癌），这些肿瘤对 PD-1 阻断响应较好；免疫「冷」肿瘤（如胰腺癌、前列腺癌），PD-1 阻断可联合其他策略将「冷」肿瘤转化为「热」肿瘤；以及术后辅助免疫治疗场景，PD-1 靶向纳米载体可在术后局部递送，预防肿瘤复发与转移。需要注意的是，PD-1 阻断可能增强自身免疫反应，需密切监测免疫相关不良反应。

◆ 五、实验方案要点

实验设计需围绕「靶向结合-免疫激活-功能恢复」三层逻辑展开。第一步偶联/包载：将抗 PD-1/PD-L1 抗体或 PD-L1 siRNA 通过 EDC/NHS 或静电相互作用偶联/包载至载体中；同步设置未偶联载体与游离抗体/siRNA 对照。第二步表征：DLS 测粒径与电位，TEM 观察形貌，BCA/ELISA 法定抗体密度或 siRNA 包封率；对于细胞膜仿生载体，需通过 Western blot 或流式细胞术验证 PD-1/PD-L1 表达保留。第三步配体定量：采用荧光标记抗体或放射性标记法，计算每颗粒抗体数；对于 siRNA，需测包封率与体外释放曲线（pH 7.4 与 pH 5.5）。第四步免疫激活：在体外共培养体系（肿瘤细胞 + T 细胞）中，比较 PD-1 靶向纳米载体 vs 游离抗体的 T 细胞激活效果；流式细胞术检测 CD69、CD25 表达，ELISA 测 IL-2、IFN-γ 分泌，并设置 PD-1 阻断剂与化疗/光动力联合对照。

第五步体外摄取与功能：在 PD-1⁺ 耗竭 T 细胞（如慢性抗原刺激模型）上，比较靶向载体 vs 未修饰载体的摄取差异；同时测 T 细胞增殖（CFSE 稀释）、细胞毒性（LDH 释放）与凋亡（Annexin V/PI）。第六步体内评价：荷瘤小鼠（如 MC38、B16F10）尾静脉或瘤内注射给药，流式细胞术分析肿瘤浸润淋巴细胞（TIL）中 PD-1⁺、PD-L1⁺、CD8⁺ 细胞比例；药效评价以肿瘤体积、生存期、肿瘤组织 IFN-γ、TNF-α 水平为主要终点；同时设置游离抗体、未修饰载体、化疗/光动力联合组共 4 组对照，以区分 PD-1 靶向贡献与免疫激活贡献。统计分析建议双因素 ANOVA，p < 0.05 为显著。

PD-1 靶向纳米递送示意图

◆ 六、参考文献

[1] Mitochondria-targeted photodynamic therapy triggers GSDME-mediated pyroptosis and sensitizes anti-PD-1 therapy in colorectal cancer（Journal for ImmunoTherapy of Cancer，2024）

[2] Glycyrrhizic acid-loaded biomimetic hybrid liposomes targeting inflammatory cascades and PD-1/PD-L1 pathway to reverse neuroinflammation-driven cognitive decline（Materials Today Bio，2025）

[3] Oncolytic adenovirus delivery of neoantigens sensitizes low-mutation tumors to anti-PD-1 therapy and prevents metastasis（Signal Transduction and Targeted Therapy，2025）

[4] Glycoengineering-based anti-PD-1-iRGD peptide conjugate boosts antitumor efficacy through T cell engagement（Cell Reports Medicine，2024）

[5] Biomimetic PD-1-Functionalized Immunostimulatory Nanomedicine Enables STING Activation and Durable Antitumor Immunity in Hepatocellular Carcinoma（Nano-Micro Letters，2026）

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