癌症转移是癌症高死亡率的主要原因。目前，乳腺癌骨转移的治疗方式以破坏性手术即切除转移骨肿瘤为主，骨关节缺损应用骨水泥+内固定或金属植入物替代以重建骨骼力学支撑及关节功能，但无法解决肿瘤复发及内植物失败等。聚焦这一临床需求及提高临床疗效的关键“瓶颈”难题，亟需研发新型的多功能生物材料，不仅可以有效地消除原发/转移肿瘤，而且可以促进骨组织的再生。为此，上海交通大学医学院附属第九人民医院骨科郝永强教授，上海大学陈雨研究员、于罗丹副研究员等人设计并构建了免疫佐剂（R837）和碳化铌（Nb2C）MXene共修饰的3D打印生物可降解支架（BG@NbSiR），以有效治疗乳腺癌的骨转移并促进骨再生以修复肿瘤破坏性骨缺损，相应成果以 “联合光热免疫3D打印支架和检查点阻断疗法抑制乳腺癌生长/骨转移并促进骨修复”（“Combinatorial Photothermal 3D-Printing Scaffold and Checkpoint Blockade Inhibits Growth/Metastasis of Breast Cancer to Bone and Accelerates Osteogenesis”）为题于2020年12月在线发表于国际著名学术期刊《先进功能材料》（《Advanced Functional Materials》IF: 16.836）。

通过与免疫检查点抑制剂协同治疗，这种BG@NbSiR工程支架可以消除原发肿瘤，激活免疫应答，抑制转移，防止肿瘤复发(长期免疫记忆)，并加速骨组织再生，并已在多种体内小鼠模型中得到了证实。

尤其值得指出的是，该研究采用了单细胞测序（scRNA seq）来进一步确定对基于BG@NbSiR支架的光热和检查点阻断联合免疫疗法的关键机制。在肿瘤生物学（包括拷贝数变异）和免疫应答中都鉴定出了数个相关基因功能术语，从单细胞转录组的角度进一步揭示了潜在的治疗机制。

综上所述，这项工作不仅证明了基于BG@NbSiR支架治疗乳腺癌的骨转移的潜在临床应用潜力，而且还为优化基于单细胞基因组的多功能组织工程生物材料的设计和构建提供了独特的途径。

论文链接： https://doi.org/10.1002/adfm.202006214