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近些年,肿瘤免疫治疗作为一种新的治疗策略得到了迅速的发展。该治疗方法旨在激活免疫细胞来识别并清除肿瘤细胞,以此来达到抑制肿瘤进展,防止肿瘤转移和复发的目的。部分化学治疗药物能够通过诱导肿瘤细胞发生免疫原性细胞死亡(ICD)而发挥免疫活化作用。但是,这种免疫调节作用很难产生强烈的抗肿瘤免疫反应。这主要是由于肿瘤微环境中存在大量的免疫抑制性细胞、细胞因子和酶,它们为肿瘤创造了适合生长的环境,使其逃避免疫系统的攻击。因此,利用将化学治疗与免疫治疗相结合的化学免疫治疗方法,有望提高肿瘤治疗效果。利用化疗药诱导肿瘤细胞发生ICD,释放肿瘤抗原和危险相关分子模式激活抗原提呈细胞。同时,免疫调节剂逆转肿瘤免疫抑制性的微环境,激活免疫细胞使其高效特异性杀伤肿瘤。两种治疗策略相联合,有效恢复免疫系统的监视功能,长期控制肿瘤进展,预防肿瘤转移与复发。基于纳米技术的药物运载体系能够在多个方面提高肿瘤化学免疫治疗的效果:(1)改善药物的水溶性,提高药物的生物利用度;(2)提高所包载药物的稳定性,延长药物在血液中的循环时间;(3)通过被动或主动靶向功能将药物递送至肿瘤部位,减少“脱靶”效应,降低在正常组织和器官中的非特异性聚集;(4)在肿瘤微环境刺激下响应性的释放所包载的药物,提高药物在肿瘤部位的富集,从而增强协同治疗效果。另外,纳米粒子的体内药物运载效率受到其自身理化性质的影响,如大小、形状、表面电荷、孔隙度和弹性等,设计合理的纳米载体能够显著延长药物在血液循环中的半衰期、提高药物在病灶部位的富集并改善抗肿瘤效果。为此,本论文主要开展了以下工作:(1)探索纳米凝胶内部交联成分含量对其体内行为的影响。我们合成了三种具有不同交联剂L-胱氨酸含量的聚乙二醇单甲醚-聚(L-苯丙氨酸-co-L-胱氨酸)(mPEG-P(LP-co-LC))纳米凝胶,根据组分聚合度分别命名为mEG-P(LP10-co-LC5)(NG10-5)、mPEG-P(LP10-co-LC10)(NG10-10)以及 mPEG-P(LP10-co-LC15)(NG10-15),以便筛选出药物运载效率最高的纳米载体。通过改变L-胱氨酸的含量改变纳米凝胶内部二硫键的数量,从而直接影响纳米凝胶内部的交联密度。三种纳米凝胶具有相似的表面电荷以及还原响应性释放特性,但是具有不同的粒径和药物内吞效率。其中,NG10-5粒径最小,被肿瘤细胞内吞的效率最高,经静脉注射后最先达到肿瘤部位。将模型药物阿霉素(DOX)包载到纳米凝胶中,NG10-5/DOX在血液中的循环时间最长,药物在肿瘤部位蓄积量最高,对小鼠4T1乳腺肿瘤的抑制效果最好。(2)载药纳米凝胶用于肿瘤化学免疫治疗。我们使用低剂量DOX来诱导肿瘤细胞发生ICD,释放危险信号,促进抗原提呈细胞对抗原进行摄取、处理和提呈。与此同时,用1-甲基-色氨酸(1MT)抑制吲哚胺2,3-双加氧酶的活性,解除其对效应T细胞的抑制作用。为了改善1MT的水溶性,并充分发挥两种药物的协同作用,我们将DOX与1MT共同包载于NG10-5纳米凝胶中,在肿瘤还原性微环境刺激下释放两种药物。治疗结束后,调节性T细胞和骨髓来源的抑制性细胞比例明显下降,肿瘤浸润CD8+T细胞比例升高。这一化疗联合免疫治疗的策略有效抑制肿瘤生长,表明具有临床肿瘤治疗的潜力。