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癌症作为导致人类死亡的第二大疾病,一直以来都是全球范围内备受瞩目的公共卫生问题。通过积极调动或增强机体自身免疫反应来治疗癌症的免疫疗法被认为是近几年来癌症防治领域最具有前景的方法之一。但是肿瘤细胞采取各种策略迫使免疫治疗失效,其中最受瞩目的免疫逃逸方式就是细胞程序性死亡（Programmed cell death,PD）途径。活化的T、B淋巴细胞表面表达程序性死亡蛋白1（Programmed death protein 1,PD-1）,与肿瘤细胞表面的配体PD-L1或PD-L2结合后,通过限制肿瘤特异性效应T细胞的免疫活性,诱导失控的肿瘤进程。大量实验表明,在多种肿瘤模型中阻断PD-1途径都获得了一定的治疗效果。迄今为止,多款anti-PD-1抗体已获FDA批准,应用于40多种癌症的治疗。但临床结果表明,仅有20%-30%的患者对免疫治疗具有响应性,免疫治疗的临床效果不容乐观。因此如何增强anti-PD-1抗体的疗效是当前免疫治疗的重中之重。缺氧是肿瘤微环境（Tumor microenvironment,TME）最显著的特征之一,可以通过激活多种信号通路削弱免疫治疗的疗效。研究表明,缺氧是限制免疫检查点抑制剂（Immune checkpoint inhibitors,ICIs）发挥作用的重要因素之一。为增敏免疫治疗,本研究首先着眼于改善缺氧TME。采用了三种改善缺氧TME的手段,包括利用两种不同的携氧剂——载有全氟辛烷（Perfluorooctane,PFC）或血红蛋白（Hemoglobin,Hb）的脂质体（PFC@lipo,Hb@lipo）进行直接的氧气输送,以及利用缺氧诱导因子1α（Hypoxia inducible factor 1α,HIF-1α）抑制剂——PX-478间接改善缺氧TME。体内外实验结果显示载有PFC或Hb的脂质体均能有效地携带和释放氧气,缓解肿瘤缺氧。与PX-478和携氧PFC@lipo相比,携氧Hb@lipo有更好的生物安全性和临床适用性。抗肿瘤实验表明,小鼠4T1肿瘤对anti-PD-1免疫治疗的响应性有限,而携氧Hb@lipo则能显著增强anti-PD-1抗体的免疫治疗效果。然而,在小鼠结肠癌（CT26）中,单独的免疫治疗或联合治疗均未产生明显的抗肿瘤作用。深入研究发现,在上述两种不同的模型中,1型和2型肿瘤相关巨噬细胞（Tumor associated macrophages,TAMs）的比例存在显著差别。4T1肿瘤中免疫促进性M1细胞较多（M1/M2＞1）,而CT26肿瘤即使在治疗后,免疫抑制性M2细胞仍远多于M1细胞（M1/M2＜1）。综上,我们认为缓解缺氧对anti-PD-1免疫治疗的增敏效果受瘤内TAMs表型的制约,同时单独的免疫治疗的疗效也受TAMs表型的限制。TME中TAMs的极化情况,即不同表型TAMs的比例（M1/M2）是增敏anti-PD-1免疫治疗的关键。因此,本课题后续的研究致力于通过巨噬细胞的表型调控来增敏anti-PD-1免疫治疗。巨噬细胞是一种可塑性极强的细胞,诱导M2型TAMs复极化为M1表型已成为目前增强ICIs疗效的一大热点。M2细胞多富集于肿瘤缺氧部位,然而当前对低氧下M2巨噬细胞复极化仍缺乏针对性的调控策略。深入研究发现,两类巨噬细胞的代谢存在明显差异:M1主要依赖糖酵解供能;而M2依靠氧化磷酸化（Oxidative phosphorylation,OXPHOS）和脂肪酸氧化（Fatty acid oxidation,FAO）供能。同时巨噬细胞代谢调控又与其内质网应激（Endoplasmic reticulum stress,ERs）息息相关。在后续的研究中,将ERs相关肌醇酶1（Inositol-requiring enzyme 1,IRE1）-XBP1通路抑制剂KIRA6包封至含有维生素E（Vitamin E,VE）活性成分α-生育酚（α-tocopherol）的还原性纳米乳中,制备得到具有ERs和氧化应激双重抑制作用的纳米乳α-T-K。体内外实验证实,无论在常氧或低氧下,α-T-K均能有效诱导M2型TAMs复极化为M1表型,其作用是通过调控巨噬细胞代谢而实现的。为了最大程度地发挥纳米乳的作用,筛选了瘤内巨噬细胞浸润丰富的小鼠Lewis肺癌（Lewis lung cancer,LLC）作为肿瘤模型。药效学实验表明,α-T-K显著增强anti-PD-1抗体对LLC肿瘤的治疗作用。综上所述,本研究首先通过改善缺氧TME以增敏anti-PD-1免疫治疗,结果表明瘤内TAMs的极化情况不仅是决定缺氧缓解对PD-1阻断疗法增敏有效性的关键,也是决定anti-PD-1免疫治疗效果的核心。因此,本研究后续实验着力于通过调控TAMs表型来增敏anti-PD-1抗体的免疫治疗效果,为临床增敏免疫治疗提供了可行性较好的新思路。