近些年来,化疗一直是癌症治疗的首选手段,在临床应用中可明显改善癌症患者生存状况。然而,传统的药物化疗缺乏选择性和靶向性,易被体内清除同时给患者带来严重的副作用,这些不利因素极大地限制了临床化疗疗效。随着纳米医学的发展,一些纳米药物制剂被设计用来提高化疗效应,尽管这些纳米制剂在一定程度上改善了抗癌药剂的不足,但是实际应用到临床并取得突出效果的仍然是极少的。机体的多种屏障（如血液循环、清除系统等）以及肿瘤的异质性（如细胞间质、流体压力、多药耐药等）严重阻碍了纳米药物制剂的临床转化。其中,肿瘤耐药的产生极易导致化疗失败或癌症复发。针对于此,研究人员开发了一些耐药抑制剂,并将它们整合（包载或键合）进纳米系统用来克服或者规避肿瘤药物抗性。然而,大多数的抑制剂在体内是低效的并且伴随严重的内生毒性,此外,这些纳米系统或多或少均存在一定的缺陷,包括工艺复杂、重复性差、稳定性差、过早释放或低释放、低摄取效率等。更加重要的是,恶性肿瘤涉及众多的耐药机制（如外排转运体的过表达、解毒系统、酸性隔离、缺氧、炎性环境等）,单一途径的逆转剂起到的作用往往是有限的。因此,开发多效性的耐药逆转剂或合理设计新型的多功能纳米制剂用于改善肿瘤耐药逆转、提高癌症治疗指数已成为当前研究的重中之重。在本论文中,我们针对肿瘤的异质性设计了三种多功能的纳米前药制剂用于克服癌症治疗中的药物抗性,期望通过多重协同效应或多模式作用取得更佳的癌症治疗疗效。设计思路及主要的研究内容、结果如下:（1）苯硼酸靶向及pH敏感的普兰尼克前药胶束的制备及其体内药效评价设计苯硼酸修饰的pluronic（F127-PBA）及阿霉素前体修饰的pluronic前药（P123-CAD）,两种功能化的聚合物通过薄膜水化法制备成尺寸适宜的杂化前药胶束。体外实验表明这种胶束粒子在生理条件下相当稳定,而在低pH下,酸敏感的β-羧酸酰胺断裂加速DOX释放。细胞实验证明苯硼酸能够增加前药胶束的内化、P123可以触发多种生物学效应（线粒体去极化、下调ATP、上调ROS等）从而介导耐药逆转。体内实验揭示了该前药胶束能够高效地聚集在肿瘤部位,同时主动靶向能够介导更多的粒子进入肿瘤细胞;抗肿瘤评估证实前药胶束在体内呈现最高的肿瘤生长抑制效率;病理学分析则进一步表明前药粒子没有造成明显的机体损伤或体重下调,提示其良好的生物安全性。作为一个结果,这种纳米前药系统或许能比已经进入临床III期的SP1049C具有更好的抗肿瘤性能,有望进一步用于临床转化。（2）自产氧的纳米酶前药粒子用于克服缺氧介导的化疗-光动力治疗抗性通过酰胺缩合反应将乳糖酸和阿霉素前体修饰到过氧化氢酶上,得到两亲性的生物大分子,在水溶液中与光敏剂Ce6共自组装成多功能纳米粒子。体外评估表明这种纳米系统呈现酸触发的药物释放行为,同时亲水外层能有效避免CAT降解,维持较高的酶催化活性。细胞实验表明乳糖酸可以通过受体介导的胞吞提高细胞内化前药粒子,进入细胞的纳米酶能原位分解H₂O₂产氧,导致HIF-1α降解及P-gp下调,最终克服化疗耐药性。此外,氧气再生进一步促进ROS生成,极大地提高光动力介导的细胞杀伤效应。体内评估证明了这种纳米酶粒子能够有效的缓解瘤内乏氧,进而同时增敏化疗-光动力治疗,导致最高的抗肿瘤效率（>90%）甚至消融部分肿瘤。这些结果表明了通过氧气增敏的联合化疗-光动力治疗策略在对抗恶性肿瘤上是有效的,值得进一步优化或评估。（3）自组装三元杂化纳米前药粒子用于克服肿瘤耐药抗性及侵袭设计二硫键连接的阿霉素二聚体、塞来昔布二聚体以及两亲性修饰PEI,三者共组装成杂化的多功能纳米前药粒子。在pH 6.8条件下,粒子表面电荷呈现明显的相转变（由负到正）,同时展现出明显的质子缓冲能力。在DTT作用下,二硫键断裂,进而导致粒子逐渐崩解,两种药物快速释放。细胞实验证明粒子的电荷翻转效应能促进细胞摄取,PEI可以破除酸性隔离,而塞来昔布则能下调P-gp表达,这些效应增加了阿霉素的胞内滞留和药理活性。此外,该纳米系统还能显著地抑制肿瘤细胞迁移、侵袭,同时阻滞细胞周期于G0/G1期,诱导更多的细胞凋亡。体内测试证明这种纳米前药靶向性强,能有效富集在肿瘤部位,进而提高药物生物利用度同时降低系统毒性。皮下抑瘤实验表明这种多效应前药能显著地抑制实体瘤生长（⁸5%）,同时对根除肝、肺转移瘤也表现出突出的治疗效果。由此可知,针对癌症炎性环境的调控可以明显改善化疗疗效,这种多元杂化的设计或可用于临床上恶性肿瘤的协同治疗。