Vadimezan

激活环状GMP-AMP合酶–干扰素基因刺激因子（cGAS–STING）通路是一种机制上具有说服力的癌症免疫治疗策略，但第一代STING激动剂尽管能明确诱导干扰素相关的药效学信号，临床活性仍十分有限。这一转化鸿沟提示，治疗获益不仅取决于通路被激活与否，还取决于STING在何处、在哪些细胞中、以何种强度以及持续多长时间被激活。在本综述中，研究人员总结了cGAS–STING信号的细胞背景、STING激动剂的药理学演进与临床经验，以及给药途径、物种差异、生物学异质性和全身炎症毒性所构成的主要障碍。随后，研究人员考察了纳米工程如何在激动剂保护、胞质递送、组织和细胞类型选择性以及时间暴露方面加以改进。重要的是，研究人员区分了改善递送或肿瘤蓄积与直接证据所证实的信号动力学改变或治疗窗口拓宽。本综述评估了代表性的脂质、聚合物、无机、生物源、仿生、抗体导向和前药型平台，并结合了基于机制的联合用药次序、血液系统恶性肿瘤特异性考量、生物标志物指导的患者选择、重复给药安全性以及可制造性。总体而言，纳米STING治疗应朝向免疫动力学控制而非单纯递送增强的方向发展，其获益应依据递送、细胞分辨药效学、抗肿瘤疗效与毒性之间的关系来评判。激活环状GMP-AMP合酶–干扰素基因刺激因子（cGAS–STING）通路是机制上具有说服力的癌症免疫治疗策略，但第一代STING激动剂尽管能明确诱导干扰素相关的药效学信号，临床活性仍十分有限。这一转化鸿沟提示，治疗获益不仅取决于通路被激活与否，还取决于STING在何处、在哪些细胞中、以何种强度以及持续多长时间被激活。在本综述中，研究人员总结了cGAS–STING信号的细胞背景、STING激动剂的药理学演进与临床经验，以及给药途径、物种差异、生物学异质性和全身炎症毒性所构成的主要障碍。随后，研究人员考察了纳米工程如何在激动剂保护、胞质递送、组织和细胞类型选择性以及时间暴露方面加以改进。重要的是，研究人员区分了改善递送或肿瘤蓄积与直接证据所证实的信号动力学改变或治疗窗口拓宽。本综述评估了代表性的脂质、聚合物、无机、生物源、仿生、抗体导向和前药型平台，并结合了基于机制的联合用药次序、血液系统恶性肿瘤特异性考量、生物标志物指导的患者选择、重复给药安全性以及可制造性。总体而言，纳米STING治疗应朝向免疫动力学控制而非单纯递送增强的方向发展，其获益应依据递送、细胞分辨药效学、抗肿瘤疗效与毒性之间的关系来评判。**cGAS-STING通路：细胞背景与治疗窗口** **cGAS-STING通路概述** 2008年，STING（又称MITA、MPYS、ERIS或TMEM173）被鉴定为连接胞质核酸感知与I型干扰素信号的接头蛋白。STING主要定位于内质网（ER），激活后经ER-高尔基体轴转运，并可与线粒体相关膜组分功能互作。2013年，环状GMP-AMP合酶（cGAS）被确认为主要胞质DNA传感器，催化产生环状GMP-AMP（cGAMP），从而完善了经典cGAS-cGAMP-STING信号轴。病原感染、细胞应激、线粒体损伤、微核破裂或治疗诱导的DNA损伤均可导致胞质双链DNA（dsDNA）蓄积。cGAS结合胞质DNA后构象重排，催化ATP和GTP合成2′,3′-cGAMP。cGAMP结合ER定位STING的胞质配体结合域，诱导其从非活性开放态转变为活性闭合二聚体态。激活的STING离开ER转运至高尔基体，招募并激活TANK结合激酶1（TBK1），后者磷酸化STING和干扰素调节因子3（IRF3），促使IRF3磷酸化和二聚化并入核，诱导I型干扰素（尤其是IFN-β）转录。同时，STING信号可激活IKK-NF-κB轴，促进TNF-α、IL-6、IL-1β、CXCL9和CXCL10等炎症细胞因子和趋化因子产生。cGAS-STING信号可在细胞间传播：肿瘤来源DNA经死亡细胞材料或细胞外囊泡被树突状细胞等髓系细胞内化，进入胞质后激活cGAS；cGAMP可通过间隙连接或胞外释放后经细胞类型依赖性通道和转运体进入邻近细胞；细胞外囊泡还可转移肿瘤来源DNA。肿瘤细胞自身cGAS-STING信号常减弱或表观遗传沉默，而宿主抗原提呈细胞可能保留功能信号。治疗设计应明确靶向肿瘤细胞、宿主造血抗原提呈细胞还是非造血基质细胞。 **cGAS-STING通路的生理功能** **病原体感知功能**：cGAS作为胞质dsDNA通用传感器，可识别多种DNA病毒、部分RNA病毒逆转录产物及某些细菌和寄生虫。病原体可通过遮蔽核酸或直接拮抗cGAS-STING信号来逃逸。癌症治疗中，快速危险信号在空间受限且自限时有益，而持续或全身激活则可能损伤宿主组织。 **抗肿瘤免疫监视与肿瘤微环境重塑**：肿瘤产生多种胞质DNA来源，包括染色体不稳定导致的微核、线粒体DNA、凋亡或坏死释放的核DNA。在树突状细胞中，STING激活促进成熟、上调MHC和共刺激分子、支持交叉提呈，并诱导招募CD8?T细胞和自然杀伤（NK）细胞的趋化因子。CCR7上调可促进向肿瘤引流淋巴结迁移。巨噬细胞反应依赖环境，适时STING信号可促进炎症性抗原提呈状态而非免疫抑制表型。NK细胞细胞毒性和IFN-γ产生可被直接或间接增强。这些整合效应可将低浸润肿瘤转化为炎症性病变，从而对免疫检查点阻断更敏感。然而，部分研究提示该通路与肿瘤加速生长和转移相关：STING基因敲除小鼠对诱变剂诱导的皮肤致癌几乎完全抵抗；cGAS-STING激活可驱动NF-κB信号，进而激活IL6/STAT3信号和上皮-间质转化（EMT），分别促进肿瘤生长和转移；该通路还可通过CCR2途径招募髓系细胞增强抑制性炎症，而联合CCR2抑制剂可逆转此促肿瘤效应。 **双刃通路：持续时间、细胞背景与安全性** 人类遗传学和炎症生物学提供直接证据表明，过度STING信号可致病。功能获得性信号或自身DNA清除失败可维持I型干扰素和炎症细胞因子，破坏免疫耐受，损伤血管、肺、肝、肾等组织。在肿瘤内部，急性且定位恰当的STING激活支持免疫监视，而慢性低水平信号可能激活NF-κB、IL-6/STAT3、EMT和抑制性髓系招募。STING信号还可诱导PD-L1和IDO等反向调节分子，形成适应性耐药。合理制剂应依据暴露-反应曲线的形状判断，相关属性包括起效速度、峰值强度、驻留时间、可逆性、组织分布和剂量间恢复。安全性评价应包括重复给药药效学和组织病理学。双刃生物学也支持可触发或可降解系统产生有限免疫脉冲。 **STING激动剂：药理学演进与转化障碍** 癌症中cGAS-STING轴的治疗操作可分三条机制途径：直接STING激动剂（环二核苷酸、合成CDN类似物、非CDN小分子）；cGAS敏化策略（如Mn2?系统）；化疗、放疗、氧化应激和某些纳米材料间接激活。 **环二核苷酸（CDN）及其类似物** 天然CDN主要源于细菌，包括c-di-GMP、c-di-AMP和3′,3′-cGAMP，但激活人STING活性较弱。哺乳动物内源性2′,3′-cGAMP具有独特2′-5′和3′-5′混合磷酸二酯键，可有效激活多数人STING基因型。天然CDN存在膜通透性差、易被血清磷酸二酯酶降解、不同人STING等位基因活性差异大等缺陷。CDN类似物通过化学修饰增强稳定性、摄取效率和激动活性。ADU-S100是首个进入临床试验的STING激动剂，为R,R二硫代修饰的环状腺苷二聚体类似物，可强效激活所有已知五种人STING基因型。2022年I期临床显示，每周注射50-6400微克，3周用药1周停药方案下，多数注射肿瘤缩小，2.1%的患者达到部分缓解（PR）；血浆细胞因子包括IFNβ、MIP-1β、IL6、MCP-1和CXCL10显著升高。2023年多中心研究显示ADU-S100联合PD-1抑制剂斯巴达珠单抗治疗晚期实体瘤或淋巴瘤，总客观缓解率（ORR）为10.4%，表明在未选择人群中联合活性有限。Ulevostinag（MK-1454）为合成CDN，瘤内给药联合帕博利珠单抗，2025年报告I期循环趋化因子峰值在6-8小时，24小时部分缓解；随机II期头颈鳞癌中，联合组8例中4例客观缓解，帕博利珠单抗单药组10例中1例，样本量极小。TAK-676（达佐司他）为新型化学修饰CDN衍生物，静脉给药，2025年Ib期显示联合次分割放疗和帕博利珠单抗的ORR为7.1%。E-7766为第三代CDN，采用跨环大环桥接结构，增强人STING亲和力，已进入I期。SB-11,285为合成CDN，静脉给药早期临床。其他CDN类似物包括BMS-986,301、IACS-8779和BI-1,387,446。 **小分子激动剂** DMXAA是首个发现具有STING激动活性的小分子，但仅激活小鼠STING，对人STING几乎无活性，III期失败，现仅作工具分子。非环二核苷酸骨架小分子可结合STING别构位点或模拟CDN结合模式，具有合成简单、药代动力学好、可口服或系统给药潜力。二聚氨基苯并咪唑（diABZIs）为首个被证明高效激活人STING的小分子激动剂，代表物diABZI-1静脉注射在CT26结肠癌模型诱导显著肿瘤消退和系统抗肿瘤免疫。优化衍生物包括diABZI-2和diABZI-3，临床候选分子GSK3745417已进入I期。MSA-2为首个口服生物可利用非核苷酸STING激动剂，以单体和二聚体平衡形式存在，仅二聚体结合STING。其具有pH依赖性细胞穿透活性：生理pH 7.4下带负电荷，膜穿透弱；酸性肿瘤微环境（pH约6.5）下呈中性，易穿透细胞膜进入胞质激活STING，从而优先在肿瘤部位激活通路。口服和皮下注射均具良好生物利用度，单药抑制肿瘤生长，联合抗PD-1抗体增强疗效，但临床安全性和疗效尚未确定。SR-717为基于结构的非核苷酸激动剂，模拟2′,3′-cGAMP结合模式，可有效激活人和小鼠STING，系统给药在多种肿瘤模型中显示抗肿瘤活性，并可STING依赖性诱导PD-L1表达。 **免疫刺激抗体偶联物（ISAC）** ISAC是ADC技术在免疫治疗领域的延伸，将细胞毒载荷替换为免疫刺激剂，通过抗体靶向递送STING激动剂至肿瘤部位。XMT-2056为HER2靶向STING激动剂抗体偶联物，I期试验（NCT05514717）于2023年3月因治疗相关5级严重不良事件被临床暂停，FDA于2023年10月31日解除暂停后以较低起始剂量恢复入组，试验最终终止，XMT-2056于2026年第一季度从GSK I期管线移除。TAK-500为CCR2靶向ISAC，递送STING激动剂至CCR2阳性瘤内髓系细胞，I/II期（NCT05070247）因临床无效终止。JAB-X1800为CD73靶向STING激动剂ISAC，尚处临床前阶段。 **传统抗肿瘤治疗药物** 蒽环类化疗药（多柔比星、柔红霉素）、多西他赛、5-FU可诱导免疫原性细胞死亡（ICD），释放核DNA和线粒体DNA激活cGAS-STING。放疗诱导DNA双链断裂、DNA释放和微核形成，STING敲除小鼠中放疗抗肿瘤效应减弱。PARP抑制剂通过抑制DNA损伤修复导致胞质DNA蓄积并激活cGAS-STING，奥拉帕利处理后BRCA缺陷肿瘤细胞胞质DNA和IFN-β表达升高。抗HER2 ADC药物T-DXd也被证实可激活cGAS-STING通路。CDK4/6抑制剂可诱导DNA损伤或细胞死亡间接激活STING。 **STING激动剂临床试验：有限疗效的教训** 截至2026年，多种STING激动剂已作为单药或联合免疫检查点阻断、放疗、化疗等进入临床开发。已发表试验提供一致教训：STING的药效学激活不一定转化为持久肿瘤消退。瘤内CDN激动剂可产生局部和全身细胞因子信号，但受限于病灶可及性和重复注射；系统激动剂扩大解剖覆盖，但增加外周细胞因子暴露、人STING药理学、靶细胞选择和安全性的重要性。ADU-S100、Ulevostinag、E7766、IMSA101、MK-2118和Dazostinag均显示一定程度药效学通路激活，但客观反应总体有限、依赖方案或仅在小型队列中观察到。 **为何STING激动剂临床表现不佳** 三个相互关联的障碍：递送至适当细胞区室不足、STING反应性的生物学异质性、安全窗口窄。CDN样激动剂分子量大、极性强、带负电、易被胞外酶降解、内体捕获，降低胞质可用性。瘤内注射可部分克服局部暴露限制，但不适合深部、多灶或播散性疾病。系统给药可能在达到足够肿瘤或APC暴露前先激活外周免疫器官和循环髓系细胞。第二，TMEM173常见功能变异影响配体反应性；肿瘤细胞可能通过表观遗传沉默下调cGAS或STING；ENPP1-CD73-腺苷轴可同时降解cGAMP/CDN样分子并通过腺苷信号抑制抗肿瘤免疫。第三，过度或持续STING激活可诱导全身炎症、细胞因子释放、自身免疫样损伤和器官特异性毒性；慢性低水平激活可能促进NF-κB/IL-6/STAT3信号、抑制性髓系招募、血管生成和PD-L1/IDO适应性耐药。此外，单药ORR普遍较低，与PD-1/PD-L1抑制剂联合的主流策略虽具机制合理性，但协同机制、最佳给药顺序和剂量比仍缺乏临床验证。缺乏临床验证的预测性生物标志物导致难以精确筛选获益人群。 **纳米工程策略以拓宽STING治疗窗口** 纳米工程可改变药物暴露、细胞内可及性或信号机制本身，但不应将这些效应视为免疫动力学控制的互换证据。本综述在三个层面评估代表性平台：（i）递送证据（稳定性、生物分布、细胞摄取、胞质可及性）；（ii）信号动力学证据（需在特定细胞或组织中时间分辨测量通路活性）；（iii）治疗窗口证据（需在剂量、途径或方案间对疗效和毒性进行可解释比较）。血浆半衰期延长并不代表胞内STING信号持续；载体滞留不代表活性激动剂持续释放。 **脂质体纳米载体** 脂质体由磷脂双分子层形成囊泡结构，是临床最成熟纳米载体之一。脂质载体结合胞外保护与pH依赖性胞内递送。包裹可保护CDN免受磷酸二酯酶降解，粒径和表面配体支持肿瘤蓄积和树突状细胞/巨噬细胞摄取。内吞后可电离脂质质子化，与阴离子内体磷脂相互作用，促进膜融合或相变，将激动剂释放至胞质。传统阳离子脂质体可通过静电作用与负电CDN复合，提高包封率和细胞摄取。Soy-PC和DOTAP组合的脂质体递送cGAMP较游离cGAMP更有效激活cGAS-STING。传统单层脂质体难以平衡循环稳定性与胞质递送效率，多层膜结构可维持血液中高稳定性，进入APC后在内体酸性环境中逐层崩解，同时实现药物释放和高效内体逃逸。脂质纳米颗粒（LNP）由可电离阳离子脂质、辅助磷脂、胆固醇和PEG化脂质组成。酸性缓冲液中可电离脂质质子化带正电，与负电CDN静电结合自组装为致密纳米颗粒。进入血液后生理pH下呈电中性，延长循环半衰期；PEG层逐渐脱落，暴露脂质结构；内体酸性pH下叔胺基团大量质子化，通过膜相变机制和“质子海绵”效应破坏内体膜逃逸至胞质。LNP-B系统显著延长CDN循环、增强肿瘤、脾脏和肿瘤引流淋巴结蓄积，并在结肠癌小鼠模型中产生强效抗肿瘤免疫。脂质材料缺点：磷脂易氧化，影响长期储存稳定性和包封率，药物装载量不足。 **聚合物纳米载体** 聚合物纳米载体具有高度可调理化性质、可控制降解速率和易功能化修饰特点，主要包括聚合物纳米颗粒、聚合物囊泡、聚合物胶束和抗体靶向聚合物-药物偶联物。弱碱性胺支持质子海绵或膜破坏性内体逃逸，二硫键和硫缩酮连接子响应胞内谷胱甘肽或活性氧，肽或多糖连接子可被基质金属蛋白酶、组织蛋白酶、透明质酸酶等肿瘤相关酶切割，硝基咪唑和偶氮基团提供缺氧依赖性电荷转换或药物释放。PLGA体系说明药物释放动力学不应等同于下游STING信号持续时间。Kodamasimham等将CDA和Mn2?包裹于可注射PLGA毫米级圆柱植入体，局部给药后持续共释放约3-4周；此为局部储库而非纳米颗粒。Lu等用微加工PLGA微粒产生预定时间点的离散cGAMP脉冲，模拟重复注射，但不应将其视为胞内STING信号本身遵循相同脉冲模式。PLGA-PEG/DMXAA纳米颗粒为纳米级制剂，但DMXAA仅选择性作用于小鼠STING。聚合物囊泡由两亲性嵌段共聚物自组装形成，拓扑结构与脂质体类似但合成聚合物替代天然脂质，具有更强结构可调性、机械稳定性和功能设计空间。将cGAMP包裹于聚合物囊泡可增强其生物学功效，使激动剂更集中于肿瘤区域，延长消除半衰期，增强小鼠模型抗肿瘤效果。聚合物胶束可直接递送STING激动剂或参与通路激活。PC7A为内在活性聚合物胶束，通过多价相互作用结合非经典STING位点，可延迟活化STING的转运和降解，机制不同于常规缓释：PC7A改变活化信号复合物本身的生命周期。临床前模型中PC7A产生比cGAMP更慢更持久的STING相关信号，持续p-IRF3/IRF7和CXCL9/CXCL10相关反应，增强抗原交叉提呈和抗原特异性T细胞 priming。双STING系统D-SAM将快速作用的cGAMP与较慢的PC7A介导信号结合，产生序贯激活而非单纯延长暴露。但延长STING激活并非普遍有益，仅在信号局限于肿瘤、引流淋巴结或抗原提呈细胞并与抗原处理和T细胞 priming重叠时最可能有利。包载型聚合物胶束也可用于STING激动剂纳米药物研发。聚合物胶束包裹SR-717联合IDO抑制剂1-MT和光敏剂TPP，在4T1乳腺癌模型中实现88%实体瘤抑制率。聚合物生产过程中可能引入杂质或残留物，影响生物安全性。 **无机纳米载体** 无机纳米载体具有高化学稳定性、精确可控结构和多模态诊疗一体化能力。部分无机材料自身具有STING通路敏化活性。Fenton和类Fenton反应、光动力学过程、金属介导氧化应激可损伤核DNA并抑制其修复，线粒体膜和呼吸链复合物尤其敏感，其破坏释放线粒体DNA至胞质作为强效cGAS底物。晶体二氧化硅或含钛颗粒可能损伤溶酶体膜，促进核酸胞质泄漏。载体固有机制可在不增加外源激动剂剂量下放大免疫，但也必须控制脱靶遗传毒性。金、硫化铜等光热材料将近红外光转化为局部热，光敏系统产生ROS和DNA损伤；磁性颗粒可被引导至肿瘤或通过交变磁场加热；高原子序数材料可增强局部辐射沉积和放疗诱导STING激活；超声响应系统可提供比光更深组织穿透。Mn2?可直接结合cGAS增强STING通路对dsDNA敏感性。CDN-Mn2?颗粒（CMP）显著增强cGAS-STING激活。由CDN、Mn2?和11聚组氨酸配位形成的金属纳米药物包裹于DOPE脂质体，在B16F10模型中药物分布半衰期较单用CDN延长五倍以上。铁基纳米材料通过Fenton反应产生ROS间接激活STING，Fe?O?磁性纳米颗粒可结合外磁场实现磁靶向递送。介孔二氧化硅纳米颗粒（MSNs）具高比表面积、可调孔径和良好生物相容性，表面可修饰，联合pH或酶响应技术帮助药物内体逃逸和控释。其他非金属材料如碳酸钙（pH响应降解）和黑磷（光热效应）亦用于STING激动剂递送。纳米配位聚合物（NCPs）通过金属离子与有机配体配位自组装，高效包封药物。金属有机框架（MOFs）为NCP的结晶亚类，具长程有序晶体结构和规则固有孔隙，药物分子可直接作为配体或金属节点参与框架构建，无额外载体冗余，载药量远高于传统纳米载体。无机系统主要优势在于载体自身参与通路激活或外能转换，但脱靶遗传毒性、长期生物分布和组织驻留是关键转化问题。 **生物源纳米载体** 生物源纳米材料由自然细胞或生物系统直接产生、分离或组装，具极低免疫原性、优异生物相容性和天然细胞间递送能力，主要包括外泌体和各种生物囊泡。生物源囊泡通过膜生物学实现细胞选择性递送，黏附蛋白、脂质和转运机制促进APC或同源肿瘤细胞摄取，囊泡膜在循环中保护激动剂。细菌或肿瘤来源囊泡可能携带内源性危险信号和抗原，使递送、通路激活和原位疫苗接种在同一平台内实现。外泌体为30-150纳米膜结合囊泡，天然在细胞间运输物质和传递信号。外泌体可有效递送cGAMP至肿瘤部位，较游离药物更高效被肿瘤细胞摄取，显著抑制肿瘤生长、增强抗肿瘤免疫且全身毒性更低。exoSTING为携带STING激动剂的工程化细胞外囊泡，延长瘤内滞留并优先递送至肿瘤微环境中抗原提呈细胞，I/II期（NCT04592484）在可注射晚期实体瘤患者中开展，但同行评审临床疗效结果不可得，临床开发项目随后终止。将CDN与TLR1/2激动剂Pam?CSK?化学偶联后通过疏水相互作用装载至肿瘤来源外泌体，构建EXOTLR1/2?STING可同时激活STING和TLR两条固有免疫通路，抗肿瘤效应显著优于单激动剂外泌体。微囊泡（MVs）从肿瘤细胞膜挤出，通过同型靶向特性递送STING激动剂，同时携带完整肿瘤抗原发挥原位肿瘤疫苗作用。细菌外膜囊泡（OMVs）自身具有天然免疫刺激活性，工程改造后可激活癌细胞和肿瘤相关巨噬细胞中cGAS-STING通路。 **仿生纳米颗粒** 仿生纳米颗粒模拟生物系统结构和功能特征，赋予免疫逃逸、同型靶向和天然生物识别功能。细胞膜包被技术为最成熟仿生策略，将天然细胞膜包覆于纳米颗粒表面，使载体继承纳米核心理化性质和细胞膜生物学功能。利用IFN-γ刺激抗原提呈，所得肿瘤细胞膜为PC7A纳米药物提供肿瘤反应抗原，形成抗原富集肿瘤细胞膜（AECM），与PC7A纳米药物结合形成AECM@PC7A，增强激动剂抗肿瘤效应并提供个性化癌症疫苗途径。病毒仿生纳米颗粒通过模拟病毒感染特性增强APC摄取和免疫激活效率。仿疱疹病毒纳米颗粒（Vir-ZM@TD）在4T1小鼠模型中有效激活cGAS-STING通路，原发肿瘤消失率68%，显著延长模型鼠生存期。 **抗体导向与大分子递送系统** 抗体导向和大分子递送系统提供细胞选择性STING激活途径，相关平台包括免疫刺激抗体偶联物（ISACs）、抗体偶联纳米颗粒和聚合物或树枝状大分子偶联物。ISAC如XMT-2056和TAK-500展示该方法的潜力和风险。抗体靶向可将STING激动剂富集于HER2表达肿瘤区室或CCR2阳性髓系细胞，但可用临床经验表明单纯靶向不足。疗效可能取决于靶密度、内化、连接子稳定性、载荷释放动力学、靶细胞群体激活状态及局部固有激活是否转化为适应性抗肿瘤免疫。严重毒性或临床无效表明精准靶向并未消除细胞因子监测、剂量递增规则和组织特异性安全评估的需求。抗体偶联纳米颗粒和大分子偶联物可提高超过经典ADC药物抗体比率的载荷量，并可整合响应性释放、内体逃逸或组合载荷；但更大结构复杂性可能增加CMC负担、批次变异性、免疫原性和脱靶网状内皮摄取。未来抗体导向纳米STING系统仅在平台提供可测量优势时开发。 **纳米前药** 纳米前药将治疗活性和肿瘤微环境（TME）响应性激活编码进药物分子或其共价连接子。化学修饰临时屏蔽药物活性，并可使前药自组装为纳米颗粒或整合入纳米载体。制剂保护载荷免于过早降解和全身暴露，同时促进肿瘤内持续局部激活。纳米前药可由内源性TME特征或外源物理能激活。酸不稳定基团在酸性条件下释放药物；二硫键和硫缩酮连接子响应谷胱甘肽和ROS；酶可切割连接子利用肿瘤相关蛋白酶或糖苷酶；硝基咪唑或偶氮结构在缺氧下发生生物还原。外源刺激包括光、超声、磁加热和电离辐射。代表性纳米前药MSA-NLG为酯酶响应双功能前药，将非核苷酸STING激动剂MSA-2与IDO抑制剂NLG919共价偶联，经DSPE-mPEG?K制剂化后酯酶切割释放两种活性剂。caged-diBSP01为光活化分子前药而非纳米颗粒，香豆素光移除基团掩蔽羧酸药效团，约400 nm照射恢复活性diBSP01和STING信号。但不应仅凭TME名义特征假定响应性激活，酸性、氧化还原状态、酶丰度和缺氧在不同肿瘤类型、患者和同一病灶空间区域间变异，应定量评估激活阈值、前药转化动力学和下游STING信号持续时间。物理激活系统还需考虑组织穿透、病灶可及性和所有相关原发及转移部位是否可递送足够激活能。 **基于机制的联合与序贯策略** 单药STING激动剂通常难以完全清除已建立的实体瘤，联合治疗通过多机制协同增强疗效。组合疗效取决于每种干预是否在癌症-免疫周期的适当阶段递送。理想序列可能包括：肿瘤细胞损伤和抗原释放；树突状细胞摄取抗原；STING介导的APC成熟和交叉提呈；效应细胞招募和扩增；阻断适应性或代谢反馈。应区分方案验证策略（直接比较同时或序贯方案）、方案验证策略（仅测试一种联合方案）和机制假说（尚未直接检验）。 **手术**：手术切除原发灶减少肿瘤负荷，但术后伤口愈合释放PGE?等导致局部和全身免疫抑制，可能加速残留病灶生长和转移。在肿瘤切除部位放置含STING激动剂水凝胶，药物缓释可预防局部复发、激活抗肿瘤免疫并清除已有自发转移。将cGAMP纳米颗粒、多柔比星、抗PD-1抗体或OX40配体制备可注射水凝胶原位疫苗，单独或联合手术作为辅助或新辅助免疫治疗，可显著激活免疫系统、抑制肿瘤和复发模型。静脉注射纳米STING激动剂也可联合手术起“原位疫苗”作用。分级响应脂质体含STING激动剂和多柔比星，静脉给药作为新辅助治疗在术前缩小肿瘤，同时激活固有和适应性抗肿瘤免疫，预防术后复发和转移。围手术期纳米STING策略应视为局部区域免疫启动方法而非独立根治性治疗。 **化疗**：多种化疗药诱导DNA损伤和ICD，释放dsDNA，为内源性cGAS-STING通路天然激活剂，但单纯化疗免疫激活弱且常伴免疫抑制副作用。纳米共递送化疗药和STING激动剂可维持DNA损伤、重塑TME、降低药物毒性并提高疗效。含阳离子脂质的纳米系统高效共递送cGAMP和多柔比星，在小鼠黑色素瘤模型中肿瘤抑制率显著优于游离药物联合组，全身免疫相关不良反应更轻。锰基纳米系统无需添加外源STING激动剂，仅释放Mn2?放大化疗诱导的内源性cGAS-STING激活。PEG-MnMOF@PTX在TME中降解释放紫杉醇和Mn2?，显著增强cGAS-STING激活效率。Yang等先给予Doxil诱导免疫原性肿瘤细胞死亡，48小时后递送淋巴结靶向STING纳米佐剂Mn/MSA-2@Lipo，此延迟允许树突状细胞在STING驱动成熟前获取化疗释放抗原，增强交叉提呈和CD8?T细胞 priming，并比较了不同给药间隔，提供方案水平证据。大多数共递送研究仅证明预定同时方案疗效，未建立共释放优于序贯给药。 **放疗**：放疗通过电离辐射引起肿瘤细胞DNA损伤，局部放疗诱导的“远隔效应”高度依赖cGAS-STING介导的系统免疫激活。纳米技术介导的STING激动剂联合放疗可协同增强远隔效应。HfO?@MnO?-PAH/PAA/HA纳米平台增强放疗疗效并改善局部和系统抗肿瘤效应。同时携带TLR9激动剂CpG和ADU-S100的纳米平台发挥“原位肿瘤疫苗”效应，逆转放疗诱导的免疫抑制。放疗联合最合理时机为STING激活与放疗诱导DNA损伤、抗原释放和树突状细胞 priming同步。未来应定义最佳分割、激动剂时机及纳米STING递送是否可将局部照射转化为可重复的系统抗肿瘤免疫。 **光疗**：光热疗法（PTT）和光动力疗法（PDT）诱导ICD，释放胞质dsDNA内源性激活cGAS-STING通路，但单独光疗通路激活强度有限。纳米载体可同时包封光敏剂或光热剂与STING激动剂。cDVPMA平台含光敏剂维替泊芬-磷脂（VL）、cGAMP和凝血酶抑制剂达比加群酯，酸性TME中释放VL和cGAMP，近红外光下VL介导PDT产生单线态氧（1O?）杀伤癌细胞并诱导ICD，达比加群酯改善肿瘤微循环、缓解缺氧并降低免疫抑制因子水平。Cu-ZnO?@PDA纳米平台以铜离子为核心、聚多巴胺（PDA）为壳，铜离子和有毒羟基自由基损伤线粒体完整性诱导mtDNA泄漏，Zn2?增强cGAS对mtDNA识别敏感性，PDA光热转换能力在近红外光下放大氧化应激和DNA损伤。光疗纳米STING策略主要转化限制为病灶可及性。 **免疫检查点抑制剂（ICIs）**：ICIs仅对具足够T细胞浸润的“热肿瘤”有效。cGAS-STING激活与ICIs形成“免疫激活+刹车释放”正反馈协同。STING激动剂通常需要胞质递送至APC或特定肿瘤细胞，而检查点抗体在胞外作用于T细胞、肿瘤细胞或髓系细胞。STING介导的 priming和T细胞招募后进行检查点阻断的序贯机制具有吸引力，但多数纳米医学研究未直接证明该序列优于同时治疗。抗CTLA4抗体在淋巴结免疫启动阶段阻断CTLA4与B7结合，其疗效依赖DC抗原提呈功能，cGAS-STING激活直接增强DC成熟和交叉提呈，与CTLA4阻断在淋巴结水平形成深度协同。脂质纳米平台携带Mn2?和c-di-AMP联合抗CTLA4抗体温显著延长急性髓系白血病小鼠模型生存期。抗PD-1/PD-L1抗体在TME中解除T细胞抑制，其疗效依赖已有T细胞浸润。STING激活诱导CXCL9和CXCL10招募CD8?效应T细胞、将TAM从M2重编程为M1、减少MDSC和Treg，转化“冷肿瘤”为“热肿瘤”；通路激活产生的I型干扰素诱导PD-L1代偿性上调，提供PD-1/PD-L1抑制剂靶点。D-SAM联合抗PD-1抗体进一步增强MC38结肠癌模型原发和远处肿瘤抑制率。双抗CD47/PD-L1靶向的脂质纳米颗粒携带diABZI在神经胶质瘤模型中逆转免疫抑制TME，消除60%以上肿瘤。 **嵌合抗原受体T细胞（CAR-T）免疫治疗**：CAR-T在血液恶性肿瘤中疗效显著但实体瘤中效果差。cGAS-STING激活通过趋化因子分泌、抗原提呈增强和TME重塑为CAR-T创造有利环境。纳米囊泡NVs@cGAMP选择性递送至PD-L1过表达细胞并重塑TME，表面抗PD-L1单链可变片段阻断STING激动剂诱导的PD-L1上调，防止CAR-T耗竭。在转移性肺癌小鼠模型中，吸入aPD-L1 NVs@cGAMP在肺肿瘤蓄积，增加局部I型干扰素和趋化因子信号，同时阻断PD-L1上调，改善CAR-T活性。但直接STING激活人原代T细胞已被证明诱导凋亡、抑制增殖并损害糖酵解和线粒体代谢，当STING激动剂暴露与TCR或CAR信号重叠时尤其相关。高强度STING激活可产生局部肿瘤消融但损害持久CD8?T细胞介导免疫。Piseddu等在胰腺癌模型中发现，diABZI联合常规CAR-T受有害的T细胞内在STING信号限制，而STING缺陷CAR-T细胞表现出更强增殖、更低耗竭、扩增效应记忆表型和更优肿瘤控制。未来CAR-T联合应比较至少三种方案：CAR-T输注前STING priming、同时治疗、CAR-T蓄积后STING给药。评估应包括肿瘤消退及CAR-T细胞生物分布、扩增、持久性、凋亡、代谢适应度、耗竭和记忆表型。 **其他**：铁死亡-STING轴为重要抗肿瘤机制。铁死亡释放损伤相关分子模式和胞质DNA，为cGAS-STING提供内源性激活底物；STING激活分泌I型干扰素和促炎因子，通过调节肿瘤细胞脂质代谢和下调谷胱甘肽过氧化物酶4（GPX4）进一步放大铁死亡，形成“铁死亡-免疫激活”正反馈。共载铁死亡诱导剂、STING激动剂和PD-L1抗体的纳米平台协同激活铁死亡和免疫反应。IDO为肿瘤免疫抑制代谢通路核心限速酶，催化色氨酸转化为犬尿氨酸，激活Tregs并抑制效应T细胞和NK细胞。STING激动剂单药可上调TME中IDO表达，形成“免疫激活-代谢抑制”负反馈。共载STING激动剂和IDO抑制剂的纳米平台实现高效抗肿瘤效应。 **重复给药与反馈依赖性方案设计**：定义纳米STING最佳给药频率的证据有限。重复给药可能补充局部固有激活，但也可能增加全身细胞因子暴露、直接损伤浸润T细胞或强化PD-L1、IDO、IL-6/STAT3和髓系抑制等反馈通路。重复给药不应等同于重复有效免疫 priming，后续剂量可能遇到成熟或难治APC、改变髓系群体或已激活效应细胞。未来应使用肿瘤抗原可用性、APC摄取和成熟、淋巴结交叉提呈、效应细胞招募和系统细胞因子的时间分辨测量来比较单次脉冲、分次和重复方案。目前重复纳米STING给药优于适时单次免疫脉冲仍为机制假说。 **未来展望：生物标志物指导与按设计转化** 未来进展较少依赖添加新载体类别，更多依赖将递送与患者选择、可制造性、药效学证据和安全性相联系。最有价值的纳米平台应为最简单且能拓宽治疗窗口并支持清晰临床决策路径的平台。 **细胞和区室特异性递送**：首个优先事项是将激动剂递送至能将固有感知转化为抗肿瘤免疫的细胞群体。肿瘤蓄积本身不足以作为终点，载体可能到达病灶但留在胞外、被困于内体溶酶体或优先激活肿瘤细胞、内皮细胞或抑制性髓系亚群。未来平台应围绕肿瘤和肿瘤引流淋巴结中功能胜任树突状细胞和选定巨噬细胞群体的胞质递送设计，同时限制血液和健康器官暴露。靶向配体、仿生膜、可电离材料和程序化内体逃逸仅在人类相关模型中证明细胞分辨生物分布和通路激活时才有价值。 **途径和疾病特异性递送**：没有单一给药途径适合所有临床情境。静脉纳米颗粒最相关于播散性或不可及疾病，但需强控制肝、脾和血管暴露。瘤内制剂可建立局部机制证明，水凝胶或植入系统在围手术期处理残留病灶可能有利。吸入或膀胱内制剂可为肺或膀胱肿瘤提供区域暴露。开发应从预期适应证的解剖和治疗环境开始。 **基于机制的联合与序贯**：联合治疗应解决明确瓶颈而非简单共载多种活性剂。检查点阻断在STING激活产生T细胞浸润和适应性PD-L1上调时最合理；IDO或腺苷通路抑制在代谢反馈被证明时适用；放疗或DNA损伤治疗在需要额外免疫原性DNA时使用。纳米技术通过分离不相容药物、协调分布和施加序贯增加价值，应优先选择更简单的模块化方案而非高度复杂一体化颗粒。 **按设计转化**：平台应使用可放大组分和工艺，定义粒径、载药、释放、效价、无菌、储存稳定性和批次一致性的关键质量属性。早期试验不应仅依赖外周干扰素相关信号。实用前进顺序为证明可重复制造、途径适当药代动力学、递送至预期人类细胞区室、转化为适应性免疫和可接受重复给药安全边际。剂量递增应在全身炎症增加而无相应肿瘤免疫转化时停止。 **生物标志物指导的患者选择**：第一代STING激动剂观察到的有限临床活性表明干扰素相关细胞因子药效学诱导本身不足。患者STING基因型、通路表达、固有免疫状态、髓系组成、代谢抵抗和基线T细胞炎症异质性可能稀释未选择早期试验中的疗效信号。生物标志物类别包括：TMEM173/STING基因型（配体结合和信号强度差异）；cGAS和STING分别评估（cGAS丢失减少DNA损伤或Mn2?依赖性激活反应但不一定消除直接STING激动剂反应；STING丢失指向宿主APC靶点）；ENPP1/CD73/腺苷轴（ENPP1降解胞外cGAMP或CDN样激动剂，CD73产生腺苷抑制免疫细胞功能）；基线IFN-I/ISG特征（低表达需固有免疫 priming，持续高炎症提示负反馈或毒性风险）；cDC1和其他APC丰度和功能状态；T细胞炎症表型和PD-L1表达指导检查点联合。未来临床试验应将这些生物标志物纳入入组、剂量递增和疗效评估。治疗前和治疗中活检应测量肿瘤和免疫细胞STING激活、cDC1招募、CXCL9/CXCL10诱导、PD-L1或IDO反馈、ENPP1/CD73活性和T细胞浸润。外周细胞因子应视为不完整药效学标志物。实用框架将患者分类为通路胜任、代谢抵抗、APC缺陷、T细胞炎症或全身炎症高风险，并匹配相应纳米制剂、途径、剂量方案和联合伙伴。 **结论** 纳米工程提供多种改善STING导向癌症治疗的方式，但改善递送不应自动等同于免疫动力学控制。最强证据来自将制剂设计连接至细胞或组织分辨药效学、时间分辨信号、疗效和毒性的平台。一些系统明确改善药代动力学或胞质可及性；较小子集直接改变STING信号持续时间或序列；仅有限临床前研究提供足够比较数据来论证更宽治疗窗口。未来发展应朝向而非假设免疫动力学控制。关键目标为匹配激动剂化学、载体、途径、靶细胞、信号持续时间、生物标志物定义人群和联合方案，同时维持可解释的获益-风险关系。临床转化需要人类相关通路测试、前瞻性生物标志物、细胞分辨药效学、重复给药安全性和可制造制剂。这些标准可区分真正改善治疗控制的纳米STING平台与主要增加药物暴露的平台。

mRNA疫苗生产速度快、抗原设计灵活及免疫激活高效，已成为肿瘤免疫治疗的前沿方向之一。干扰素基因刺激因子（STING）激动剂作为极具潜力的mRNA疫苗佐剂，可通过激活TBK1-IRF3通路诱导I型干扰素产生，促进树突状细胞成熟与CD8? T细胞应答。然而，STING在多种免疫及非免疫细胞中广泛分布，其系统性激活可诱发调节性B细胞（Breg）分化、T细胞凋亡及非特异性炎症反应。更为关键的是，STING激动剂与抗原mRNA的共递送会通过I型干扰素-IRF9通路过早促进4E-BP1去磷酸化，阻断eIF4F翻译起始复合物组装，从而抑制抗原mRNA翻译效率，削弱免疫应答。因此，如何在维持抗原高效表达的同时，实现STING信号的精准时空调控，已成为mRNA癌症疫苗佐剂设计的核心科学挑战。 针对上述“抗原翻译抑制”与“非特异性副作用”两大瓶颈，2026年8月19日，我院天然药物及仿生药物全国重点实验室苗蕾研究员团队在Nature Biotechnology发表了题为“Enhanced antitumor immunity of mRNA vaccines by bioorthogonal-like delayed activation of exogeneous STING” 的研究论文，提出基于Syn-STING脂质纳米颗粒平台的创新解决方案。该平台通过共递送抗原mRNA、编码STING跨膜蛋白的mRNA及类生物正交缓释型DMXAA衍生的STING激动剂，在人源化STING（hSTING）小鼠模型中实现了抗原先表达、STING后激活的时序分离，在充分保障抗原产量的前提下，显著增强了抗肿瘤免疫应答。该平台利用髓系细胞对LNP的优先摄取特性，将STING激活精准限定于抗原递呈细胞（APCs）内。这一选择性源于Syn-STING的双重门控机制：单独泄漏的STING mRNA或DMXAA均不足以在非靶细胞中触发STING通路。磷酸化TBK1检测证实，Syn-STING仅在APCs中激活STING信号，而在T细胞及B细胞中几乎无响应，从而有效规避了系统性STING激活带来的Breg分化及T细胞凋亡等副作用。在hSTING小鼠肿瘤模型中，Syn-STING疫苗诱导了强效Th1型适应性免疫应答，显著抑制肿瘤生长并延长生存期，且几乎不诱发抗STING免疫反应。该研究提出了一种兼顾抗原表达效率与STING精准激活的mRNA疫苗佐剂新策略，为癌症疫苗及其他核酸疫苗的理性设计提供了新的技术路径。 Syn-STING疫苗用于精准癌症免疫治疗的设计与机制示意图。Syn-STING LNP通过可降解缓释连接子将DMXAA偶联至可电离脂质（ST12），共装载编码肿瘤抗原及STING的mRNA。入胞后，mRNA优先翻译抗原和STING蛋白，随后DMXAA释放以激活外源性STING。该策略具三大优势：1）恢复mRNA表达：DMXAA缓释使mRNA表达先于STING激活，避免后者通过JAK-IRF9-4E-BP1通路抑制抗原翻译；2）提高细胞特异性：利用小鼠敏感型DMXAA，将STING的激活限制在髓系细胞中，有效避免T/B细胞的非特异性激活；3）序贯免疫激活：缓释型STING激活实现抗原呈递与辅因子信号的时序平衡，促进抗原特异性适应性免疫应答。 北京大学苗蕾研究员、韩传辉研究员、张宁教授和郝燕云博士后为论文的共同通讯作者。北京大学药学院博士生秦鹏霞、基础医学院博士生秦秋实、北京大学博士后郝燕云及北京大学肿瘤医院副主任医师刘铭为论文共同第一作者。该研究获得了国家重点研发计划、中国医学科学院非营利中央研究所基金、北京市自然科学基金、北京市科学技术委员会基金、国家自然科学基金和中国博士后科学基金等基金项目支持。 论文链接：https://www.nature.com/articles/s41587-026-03224-y 作者简介： 苗蕾，博士，研究员，北京大学博雅青年学者，北京大学药学院药剂学系，天然药物及仿生药物全国重点实验室、北京大学-云南白药国际医学研究中心助理教授，国家级人才计划青年项目入选者，并主持国家重点研发计划、北京自然科学基金等项目。截至目前，在该领域发表SCI论文40余篇，其中通讯及第一作者(含共同通讯和一作)论文20篇，包括Nat Biotechnol（2篇）、Nat Commun（3篇）、Sci Transl Med、Cell Rep Med、Cancer Res、ACS Nano、Adv Funct Mater、Adv Sci、Adv Healthc Mater、 Adv Drug Deliv Rev、Mol Cancer、J Controlled Release等，论文SCI引用次数8000余次。研究成果被顶级药学及化学综述期刊等重点介绍。作为发明人之一，申请专利10余项，部分相关知识产权及研究成果已转让生物制药企业用于抗肿瘤疫苗及肿瘤微环境调节剂的研究与开发。 韩传辉，研究员，北京大学国际癌症研究院，兼聘北京大学肿瘤医院。课题组长期致力于细胞死亡通路参与调控肿瘤免疫微环境的分子机理解析，以第一作者或通讯作者(含共同)在Cell（2026）、Nature Biotechnology（2026）、Nature Immunology（2020）、Science Immunology（2021，2019）、JEM（2025，2020）等杂志发表论文。主持科技部重点研发青年专项、新药创制专项（课题）、国家自然科学基金优秀青年（海外）、国家自然科学基金专项及面上项目等。 张宁，男，北京大学博雅特聘教授，国家青年科学基金获得者（A类）、国家“万人计划”入选者、科技部中青年科技创新领军人才、人事部百千万人才、突出贡献专家。天津市杰出人才、教育部新世纪优秀人才、天津市十佳杰出留学回国人员、天津青年科技奖获得者、美国李氏基金会杰出成就奖获得者、教育部自然科学研究成果奖一等奖（2025）、中国抗癌协会科技一等奖（2023）、中国生物信息学十大进展（2022）。现担任北京大学第一医院肿瘤转化研究中心主任、北京大学国际癌症研究院副院长、北京大学-云南白药国际医学研究中心副主任、北京大学健康医疗大数据国家研究院副院长、云南白药集团股份有限公司首席科学家、天津医科大学肿瘤医院研究所PI，中国抗癌协会常务理事、副秘书长，中国抗癌协会期刊出版专业委员会主任委员，中国抗癌协会纳米肿瘤学专业委员会名誉主任委员，Cancer Biology & Medicine常务副主编，Medical Review副主编。天津市第十三届政协委员。长期从事生物医学及细胞生物学研究，围绕肿瘤异质性和转移这一关键临床难题，从生物信息学解析、机理研究、药物筛选、纳米技术等多个侧面入手展开基础和转化应用研究，取得了一系列科研成果：系统揭示了肝癌从单细胞到组织层面的异质性规律和免疫微环境亚型特征；阐明了混合型肝癌的克隆起源和分子特征，解析了两条调控细胞运动和肿瘤转移的信号通路；初步提出了指导肝癌药物治疗的分子分型谱。在Nature、Science、Cancer Cell、Nature Biotechnology、Gastroenterology、Science Advances等国际期刊中发表SCI文章156篇，被引用过万次、H因子57；获得授权专利29项；作为项目负责人，主持了多项国家重点重大科学研究计划。 郝燕云，北京大学“博雅”博士后，研究兴趣为mRNA疫苗的设计优化。截至目前，以第一/共一/共通讯作者在Nat Biotechnol、Angew Chem、J Controlled Release、Chem Eng J、J Nanotechnol、Adv Sci、Adv Health Mater、JDDST等发表学术论文8篇，授权发明专利7项，获国家资助博士后项目，国家博士后面上及特别资助等项目资助。 秦鹏霞，北京大学药学院2024级博士生，研究兴趣为mRNA疫苗递送系统开发与肿瘤免疫研究。截至目前，以第一/共第一作者在Nat Biotechnol、Bioorg Chem和Bioorg & Med Chem发表学术论文3篇。曾获得优秀毕业生、优秀研究生干部等荣誉称号，博士在学期间获得禄亘优秀药学生奖学金。 秦秋实，北京大学基础医学院2023级博士研究生。研究兴趣为新型mRNA递送系统与肿瘤微环境的免疫细胞治疗。截至目前，在Nat Biotechnol、Cell death dis上发表学术论文2篇。 刘铭，北京大学医学博士，北京大学肿瘤医院肝胆外科副主任医师，长期从事结直肠癌肝转移、原发性肝癌的综合治疗，累积参与手术量2000余台，目前年手术量200台，包括各种肝胆胰肿瘤的高难度手术、消融、腹腔镜等微创手术。以第一参与人身份参与十余项国际/国内多中心、前瞻性临床研究。参与多项国家自然科学基金、北京市自然科学基金研究，主持多项院内、横向课题，以第一作者或通讯作者发表SCI论文及中文核心期刊文章近20篇，包括Hepatol int、HPB、EJSO、HBSN、WJSO、BMC Medical Imaging等。担任中国医促会胃肠外科分会委员，中国医促会软组织肿瘤分会青委会委员，中国抗癌协会肿瘤支持专业委员会外科学组委员，海峡两岸医药卫生交流协会青年委员，北京癌症防治学会原发性肝癌外科治疗专业委员会委员，北京大学医学部普通外科学系成员等。 天然药物及仿生药物全国重点实验室