刺激响应型纳米免疫诊疗系统的构建及抗肿瘤性能研究

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基于免疫检查点阻断(ICB)免疫治疗方法的出现,彻底改变了传统的肿瘤治疗方法,颠覆了临床研究模式,在克服化疗耐药、提高肿瘤患者生存率等方面显示出良好的潜力。然而,患者的不良反应率、免疫相关的不良反应事件(ir AEs)和昂贵的费用阻碍了ICB治疗的发展。最近的证据表明,某些治疗引起的细胞死亡可以诱导肿瘤细胞产生特异性肿瘤免疫。这种免疫原性细胞死亡(ICD)的特点是从死亡的肿瘤细胞释放损伤相关分子模式(DAMPs),通过某种分子机制促进抗原提呈和T细胞浸润。确切地说,当死亡细胞产生的DAMPs到达抗原提呈细胞(APCs)时,抗原提呈细胞趋于成熟,激活效应T细胞对肿瘤特异性抗原的应答。被激活的效应T细胞被迅速转运到肿瘤中并浸润到肿瘤部位,识别和杀死癌细胞。本论文以刺激响应型聚合物前药的构建为出发点,以提高药物治疗效果和改善免疫抑制微环境为目的,设计并构建了两种刺激响应型聚合物前药用于免疫治疗,具体内容如下:(1)通过谷胱甘肽(GSH)敏感的二硫键交联剂连接含羟基的阿霉素(DOX)与含羟基的药物分子,构建基于DOX的纳米凝胶。所制备的纳米凝胶进入肿瘤细胞后,在高浓度GSH激发后可释放出活性药物,用于肿瘤细胞的联合化疗免疫治疗。我们选取了基于DOX的甘露糖纳米凝胶(DM NGs)用于后续研究。具体而言,DOX可通过化疗诱导肿瘤细胞发生ICD,表现为释放高迁移蛋白(HMGB1),使钙网蛋白(CRT)暴露于细胞膜表面,引起抗肿瘤免疫反应。体外和体内实验证实,在相同的DOX浓度下,DM NGs优于其他剂型。此外,我们还详细评价了DM NGs对肿瘤微环境(TME)的调节作用,包括树突状细胞(DC)的成熟和TIM3+PD-1+T耗竭性细胞的缓解。这种GSH响应性纳米凝胶能够系统地调节肿瘤微环境,最大限度地发挥甘露糖的免疫效应,在实体瘤化疗和免疫治疗中具有广阔的应用前景。(2)为了实现药物的选择性释放并增强治疗效果,我们通过GSH/ROS(活性氧)双响应的硫醚键构建了一种负载光敏剂二氢卟吩e6(Ce6)的喜树碱(CPT)聚合物前药(CCNP)。以聚(乙二醇)甲基丙烯酸甲酯(OEGMA)作为亲水部分,采用原子转移自由基聚合法(ATRP)与GSH/ROS双响应药物单体(CPTM)合成了聚喜树碱前药(CDCPT),光敏剂通过与聚喜树碱前药的π-π堆积作用实现了药物的负载,具备高载药量和可控的药物释放。得到的CCNP由于硫醚键的高稳定性避免了药物的非特异性分布,此外,CCNP优异的纳米胶束尺寸,延长了其血液循环时间。进一步,激光照射产生的活性氧引发纳米载体的降解,促进药物的释放。负载在纳米颗粒中的光敏剂Ce6可用于近红外荧光成像,同时Ce6在近红外激光的照射下产生的活性氧不仅具有细胞毒性,同时亦可引起肿瘤细胞的免疫原性死亡,释放HMGB1,热休克蛋白90(HSP90)以及ATP,同时CRT裸露于细胞表面,诱导DC成熟。进一步地,硫醚键消耗GSH的能力增强了ROS所导致的氧化应激,缓解光动力治疗过程中的肿瘤乏氧,有助于肿瘤相关巨噬细胞(TAM)的极化。该工作构建的成像引导的多功能纳米诊疗平台,有效增强了肿瘤细胞的免疫原性,同时通过缓解肿瘤乏氧将逆肿瘤的M2型TAM转变为抗肿瘤的M1型TAM,实现癌症的有效诊断和治疗,发挥了其抗肿瘤免疫效果。
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