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作者：葉佳琳
發布時間：2026-01-15
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納米材料是指結構單元尺寸在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，現已成為二十一世紀最熱門且最有潛力的新材料，在冶金、化學、生物、電子和醫學領域的應用十分廣泛。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，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，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，即在三個維度上都比較大，尺寸都超過100 nm，如納米復合材料，多納米層和納米線束等。
納米材料和納米技術在在電子和半導體工業中都得到了成功的應用。近幾年來，納米材料也被逐漸應用于醫學領域，因納米材料的獨特特性，使其能夠在癌癥免疫治療中發揮意想不到的作用。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實現被動靶向富集，即：腫瘤血管內皮細胞間隙較大（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，實現對腫瘤細胞或免疫細胞的精準識別與結合。
此外納米載體可實現胞內精準釋放，納米載體通過內吞作用進入細胞后，利用腫瘤微環境的特殊性（高pH、高谷胱甘肽、特定酶表達）實現藥物的可控釋放，如pH敏感型脂質體在正常生理狀態下結構穩定，在腫瘤的酸性環境可觸發脂質體膜結構破壞，快速釋放包裹的藥物，避免藥物被溶菌酶降解，提高胞內藥物濃度。
二、納米材料在免疫調節中的作用
納米材料可調控腫瘤微環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化。如：
1. 樹突狀細胞（DCs）是啟動適應性免疫的關鍵細胞，但傳統疫苗因免疫原性差、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，并促進腫瘤相關抗原的交叉遞呈，如LNPs遞送IFN刺激因子（STING）促進傳統1型DCs成熟，并增強腫瘤特異性CD8 T細胞的產生；
2. 將腫瘤相關巨噬細胞（TAM）重編程為抗腫瘤表型：通過內溶體逃逸聚合物納米粒（如聚合物囊泡）遞送環二核苷酸（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、水凝膠負載 NP）遞送 CAR 質粒或細胞因子基因（如 IFNγ），實現巨噬細胞原位轉染，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 細胞產生趨化因子并上調 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 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，實現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，實現體內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，結合抗 CD3 scFv（靶向 T 細胞）與麻疹病毒融合蛋白（介導膜融合），直接遞送 CAR 蛋白，無需轉錄翻譯，12 小時內即可在 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的攻擊，同時允許營養物質和細胞因子的交換。
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）通過化學交聯膠原酶制備，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細胞結合，形成CAR-T細胞結合的納米凝膠背包遞送系統（DV1@O-Colase#CAR-T），該復合物可以有效突破細胞外基質，使CAR-T細胞突破禁錮進入腫瘤中。
四、納米材料介導的聯合免疫治療
1. 免疫治療與化療/放療聯合：納米材料可實現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（酸響應釋放多柔比星）、DSPE-PEG-PDA（缺氧響應釋放聚多巴胺）自組裝納米粒或金屬基納米材料負載化療藥物。
2. 免疫治療與光熱/光動力治療聯合：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生的熱效應或活性氧（ROS）殺傷腫瘤細胞的治療方式。納米材料可同時負載光熱/光動力治療藥物與免疫治療藥物實現協同治療。例如金納米顆粒（如金納米花、金摻雜羥基磷灰石）因優異的近紅外（NIR）光熱轉換效率（通常 > 40%）與生物相容性，成為 PTT 核心組件，同時可負載光敏劑和免疫治療藥物（如PD-L1抗體）實現 PDT-PTT-免疫治療 協同；金屬有機框架（MOF）納米材料（如 ZIF-8）因高比表面積、TME 響應降解特性，可同時負載光敏劑、光熱劑與免疫治療藥物，實現 PDT-PTT –免疫治療三重協同。
盡管納米材料在免疫治療中展現了巨大的潛力，但在臨床上仍然面臨著許多困難與挑戰，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炎癥反應、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險。
因此，除了在技術層面上繼續優化納米材料的靶向性、生物安全性和遞送效率外，還應加強多中心臨床試驗的開展，建立標準化的療效評價體系和長期安全性監測。此外，研究者們還需深入研究納米材料與免疫系統的相互作用機制，明確影響治療效果的關鍵因素，為納米免疫治療的優化提供理論支撐。期待納米材料能推動腫瘤免疫治療進入新的發展階段，為腫瘤患者帶來治愈的希望。
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