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作者：葉佳琳
發(fā)布時間：2026-01-15
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納米材料是指結(jié)構(gòu)單元尺寸在1-100 nm的晶體或非晶體，“納米材料”這一概念最早于八十年代形成，現(xiàn)已成為二十一世紀(jì)最熱門且最有潛力的新材料，在冶金、化學(xué)、生物、電子和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用十分廣泛。納米材料可以是不同形狀的，常見的有納米球、納米棒、納米粒子或納米片等等，通常可以通過維度進行表征：
零維納米材料：納米材料的所有三個維度尺寸都在納米范圍內(nèi)，如納米顆粒；
一維納米材料：材料在其中任意一個維度上的尺寸在納米范圍，其余兩個維度尺寸在納米范圍外，如納米管和納米線；
二維納米材料：材料的任意兩個維度尺寸都在納米范圍內(nèi)，剩余一個維度的尺寸在納米范圍外，如納米薄膜、納米層和納米涂層等；
三維或塊狀納米材料：任意三個維度的尺寸都不在納米范圍內(nèi)，即在三個維度上都比較大，尺寸都超過100 nm，如納米復(fù)合材料，多納米層和納米線束等。
納米材料和納米技術(shù)在在電子和半導(dǎo)體工業(yè)中都得到了成功的應(yīng)用。近幾年來，納米材料也被逐漸應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，因納米材料的獨特特性，使其能夠在癌癥免疫治療中發(fā)揮意想不到的作用。下面重點介紹納米材料在腫瘤免疫治療中的幾個重要應(yīng)用：
一、納米材料的靶向遞送
納米載體能夠利用腫瘤組織特有的高通透性和滯留效應(yīng)實現(xiàn)被動靶向富集，即：腫瘤血管內(nèi)皮細胞間隙較大（100-2000nm），納米載體可穿透血管壁進入腫瘤組織并長期滯留，而正常組織血管通透性較低，載體難以進入，從而減少了對正常組織的損傷。
主動靶向則通過在納米材料表面修飾腫瘤特異性配體，如單克隆抗體、抗原、肽段或核糖適配體等，實現(xiàn)對腫瘤細胞或免疫細胞的精準(zhǔn)識別與結(jié)合。
此外納米載體可實現(xiàn)胞內(nèi)精準(zhǔn)釋放，納米載體通過內(nèi)吞作用進入細胞后，利用腫瘤微環(huán)境的特殊性（高pH、高谷胱甘肽、特定酶表達）實現(xiàn)藥物的可控釋放，如pH敏感型脂質(zhì)體在正常生理狀態(tài)下結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，在腫瘤的酸性環(huán)境可觸發(fā)脂質(zhì)體膜結(jié)構(gòu)破壞，快速釋放包裹的藥物，避免藥物被溶菌酶降解，提高胞內(nèi)藥物濃度。
二、納米材料在免疫調(diào)節(jié)中的作用
納米材料可調(diào)控腫瘤微環(huán)境中免疫細胞的表型與功能，促進免疫抑制性細胞向抗腫瘤表型轉(zhuǎn)化。如：
1. 樹突狀細胞（DCs）是啟動適應(yīng)性免疫的關(guān)鍵細胞，但傳統(tǒng)疫苗因免疫原性差、抗原呈遞受抑制等效果有限。而通過陽離子納米材料（LNPs、合成聚合物如PEI）遞送小分子（mRNA，細胞因子等），可以保護其不被降解，并促進腫瘤相關(guān)抗原的交叉遞呈，如LNPs遞送IFN刺激因子（STING）促進傳統(tǒng)1型DCs成熟，并增強腫瘤特異性CD8 T細胞的產(chǎn)生；
2. 將腫瘤相關(guān)巨噬細胞（TAM）重編程為抗腫瘤表型：通過內(nèi)溶體逃逸聚合物納米粒（如聚合物囊泡）遞送環(huán)二核苷酸（cGAMP），激活 cGAS-STING 通路，促進 I 型干擾素分泌和巨噬細胞抗腫瘤極化。
或者對巨噬細胞進行原位基因修飾：納米載體（如 PEI 納米粒、水凝膠負(fù)載 NP）遞送 CAR 質(zhì)粒或細胞因子基因（如 IFNγ），實現(xiàn)巨噬細胞原位轉(zhuǎn)染，使其表達 CAR 或分泌細胞因子，增強吞噬和抗原呈遞能力；
3. 激活自然殺傷細胞（NK）：陽離子納米材料激活 ERK1/ERK2 通路，上促進 NK 細胞產(chǎn)生趨化因子并上調(diào) CD107a 等共刺激分子；
4. 直接激活T細胞，通過遞送的 IL-12、IFN-γ 等細胞因子，可直接激活效應(yīng) T 細胞，抑制 Tregs 的免疫抑制功能，改善 TME 中免疫細胞的浸潤比例。
三、納米材料在免疫細胞工程化與過繼免疫治療中的應(yīng)用
1. 納米材料可作為載體將治療性的分子（如細胞因子、趨化因子受體）或基因片段遞送到免疫細胞內(nèi)，實現(xiàn)細胞功能的增強與基因遞送，一般可分為以下兩種核心路徑： 核酸遞送：利用脂質(zhì)體納米粒（LNP）或聚合物納米載體（如聚 β- 氨基酯）將CAR基因遞送到T細胞內(nèi)，實現(xiàn)體內(nèi)CAR-T的高效制備。 圖四 納米材料改造免疫細胞
蛋白遞送：病毒模擬融合納米囊泡，結(jié)合抗 CD3 scFv（靶向 T 細胞）與麻疹病毒融合蛋白（介導(dǎo)膜融合），直接遞送 CAR 蛋白，無需轉(zhuǎn)錄翻譯，12 小時內(nèi)即可在 T 細胞膜表達。
2. 納米材料可以延長免疫細胞在體內(nèi)的存活時間。納米材料可通過包裹免疫細胞或遞送抗凋亡分子，延長免疫細胞的存活時間，如利用海藻酸鹽納米凝膠包裹 CAR-T 細胞，形成 “細胞膠囊”，可保護 CAR-T 細胞免受宿主免疫系統(tǒng)的攻擊，同時允許營養(yǎng)物質(zhì)和細胞因子的交換。
還可以利用納米材料增強免疫細胞在腫瘤中的浸潤和定位，如利用納米膠束（DV1@O-Colase）通過化學(xué)交聯(lián)膠原酶制備，并用CXCR4拮抗劑（DV1）修飾，納米膠束通過受體-配體相互作用與CAR-T細胞結(jié)合，形成CAR-T細胞結(jié)合的納米凝膠背包遞送系統(tǒng)（DV1@O-Colase#CAR-T），該復(fù)合物可以有效突破細胞外基質(zhì)，使CAR-T細胞突破禁錮進入腫瘤中。
四、納米材料介導(dǎo)的聯(lián)合免疫治療
1. 免疫治療與化療/放療聯(lián)合：納米材料可實現(xiàn)化療藥物或放療增敏劑的靶向遞送，在提升局部治療效果的同時增強腫瘤免疫原性死亡。例如利用DSPE-PEG-DOX（酸響應(yīng)釋放多柔比星）、DSPE-PEG-PDA（缺氧響應(yīng)釋放聚多巴胺）自組裝納米粒或金屬基納米材料負(fù)載化療藥物。
2. 免疫治療與光熱/光動力治療聯(lián)合：光熱治療（PTT）和光動力治療（PDT）是利用納米材料在特定波長照射下產(chǎn)生的熱效應(yīng)或活性氧（ROS）殺傷腫瘤細胞的治療方式。納米材料可同時負(fù)載光熱/光動力治療藥物與免疫治療藥物實現(xiàn)協(xié)同治療。例如金納米顆粒（如金納米花、金摻雜羥基磷灰石）因優(yōu)異的近紅外（NIR）光熱轉(zhuǎn)換效率（通常 > 40%）與生物相容性，成為 PTT 核心組件，同時可負(fù)載光敏劑和免疫治療藥物（如PD-L1抗體）實現(xiàn) PDT-PTT-免疫治療 協(xié)同；金屬有機框架（MOF）納米材料（如 ZIF-8）因高比表面積、TME 響應(yīng)降解特性，可同時負(fù)載光敏劑、光熱劑與免疫治療藥物，實現(xiàn) PDT-PTT –免疫治療三重協(xié)同。
盡管納米材料在免疫治療中展現(xiàn)了巨大的潛力，但在臨床上仍然面臨著許多困難與挑戰(zhàn)，例如，納米顆粒在腫瘤的蓄積效率有待提升，靜脈注射納米顆粒后，有大部分被肝臟、脾臟等器官的吞噬細胞清除，僅少部分可以到達腫瘤部位，這極大限制了納米材料的作用。此外，納米材料的安全性也需進一步驗證和改善，長期滯留可能會引發(fā)炎癥反應(yīng)、器官毒性等問題，過度工程化的納米材料也容易增加免疫原性的風(fēng)險。
因此，除了在技術(shù)層面上繼續(xù)優(yōu)化納米材料的靶向性、生物安全性和遞送效率外，還應(yīng)加強多中心臨床試驗的開展，建立標(biāo)準(zhǔn)化的療效評價體系和長期安全性監(jiān)測。此外，研究者們還需深入研究納米材料與免疫系統(tǒng)的相互作用機制，明確影響治療效果的關(guān)鍵因素，為納米免疫治療的優(yōu)化提供理論支撐。期待納米材料能推動腫瘤免疫治療進入新的發(fā)展階段，為腫瘤患者帶來治愈的希望。
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