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乳腺癌严重危害女性健康,肿瘤转移是导致乳腺癌患者死亡的主要原因。目前,化疗仍然是临床抗转移性乳腺癌的主要治疗手段,但化疗药物缺乏肿瘤靶向性,导致治疗效率不理想,并引起严重的毒副作用。肿瘤组织与正常组织存在微环境差异,肿瘤微环境具有低pH值、低氧、过表达特定的酶等为药物释放提供生物刺激,多种刺激响应性药物递送系统得以开发。据报道,乙酰肝素酶(Hpa)是哺乳动物体内唯一可以降解硫酸乙酰肝素(HS)的糖苷内切酶,Hpa在大多数肿瘤细胞中高表达,在正常组织中表达量较低。因此,HS可与化疗药物偶联形成前药,在肿瘤部位特异性释放化疗药物。然而,HS具有大量二糖单元糖醛酸及负电荷,作为外源性物质易被单核-巨噬细胞系统清除。红细胞膜具有良好的生物相容性及非免疫原性,并且红细胞膜表面具有的多种标志物蛋白可以协助纳米粒躲避单核-巨噬细胞系统清除及免疫攻击。基于上述背景,我们首先构建红细胞膜包覆的仿生纳米粒靶向递送化疗药物多西他赛(DTX)抗乳腺癌肺转移。将DTX与HS共价连接形成Hpa响应性偶联物前药HS-DTX,该前药可在中性溶液条件下自组装形成胶束。随后将红细胞膜通过挤出法包覆于胶束表面。红细胞膜包覆HS-DTX胶束的纳米粒(rHS-DTX)具有长循环特性,并通过被动靶向作用将胶束富集于原位肿瘤及转移灶。当rHS-DTX被肿瘤细胞摄取,HS-DTX被释放至Hpa高表达细胞质中,HS被降解,DTX以游离药形态释放进而杀伤肿瘤细胞。在正常细胞中,Hpa表达量较低,HS-DTX保持原有状态,显示出较低毒性。实验结果表明,与游离DTX相比,rHS-DTX分别使肿瘤和肺部组织内DTX浓度增加了5.35倍和8.68倍。rHS-DTX原位肿瘤抑制率大于98%,并且可以减少99.6%的肺部转移灶生成。此外,rHS-DTX的生物相容性良好,能够大幅度降低化疗药物造成的毒副作用。在此基础上,我们进一步将HS与吲哚胺-2,3-双加氧酶(IDO)抑制剂NLG919相连接,形成Hpa响应性偶联物前药HS-NLG,其可与HS-DTX自组装形成混合胶束,并包载PD-1/PD-L1通路抑制剂HY19991(HY)形成载药胶束HDNH。为增强胶束主动靶向至肿瘤组织能力,我们采用具有肿瘤归巢性、自主吞噬能力的单核细胞作为载体包载胶束,构建单核细胞包载Hpa响应性前药纳米胶束的仿生药物递送系统HDNH@MC。HDNH@MC可保留单核细胞的性质,主动向肿瘤部位募集。肿瘤细胞高表达的Hpa将HS-DTX、HS-NLG转化为游离药形式并释放HY。首先DTX杀伤肿瘤细胞、释放肿瘤相关抗原(TAA)并引起机体免疫反应。随后NLG919抑制IDO酶活性,减少色氨酸(Try)代谢为犬尿氨酸(Kyn),降低调节T淋巴细胞(Tregs)数量进而调整肿瘤组织免疫抑制微环境。此外,HY通过阻断PD-1/PD-L1通路,增强T淋巴细胞对肿瘤细胞的杀伤。在化疗药物配合下,NLG919和HY针对不同机制增强免疫系统抗肿瘤活性,提高免疫治疗效果。结果表明,HDNH@MC可主动靶向至肿瘤组织及肺转移灶,杀伤肿瘤细胞,同时可使瘤内Kyn/Trp浓度比大幅降低。经HDNH@MC治疗的小鼠肿瘤内CD8~+T细胞浸润及CD8~+T细胞/Tregs数量比值分别为混合游离药物组的14.95倍和37.22倍;同时,HDNH@MC组小鼠的乳腺癌肺转移灶数目降低98.2%。最终,基于HDNH@MC的化疗/免疫治疗有效延长荷瘤动物的生存期。本文围绕前药策略、仿生技术及纳米技术,构建了基于硫酸乙酰肝素的乙酰肝素酶响应性前药胶束,为增强其稳定性及肿瘤靶向递送能力,我们采用红细胞膜及单核细胞对其进行包载,构建仿生药物递送系统。该系统可以主动或被动递送药物至肿瘤组织并发生酶响应性释药,通过化疗和免疫治疗的协同效应,有效抑制乳腺癌原位瘤生长及肺部转移,防止复发,具有在转移性乳腺癌治疗领域的应用潜力。