前列腺癌（prostate cancer,PCa）是中老年男性常见的泌尿系统恶性肿瘤,是全球男性癌症相关死亡的第二大原因。近年来,我国前列腺癌的发病率和死亡率日益上升,严重危害国民健康。由于前列腺癌发病比较隐匿,我国绝大多数前列腺癌患者在初诊时已处于中晚期,丧失根治性治疗机会。内分泌治疗是中晚期前列腺癌患者的最主要治疗方法,但绝大多数患者会在治疗后发展为难治的去势抵抗性前列腺癌（Castration-resistant prostate cancer,CRPC）。目前,FDA批准的可用于CRPC治疗的药物为卡巴他赛、阿比特龙、阿帕他胺、恩杂鲁胺和镭-223等,但是这些药物延长CRPC患者的中位总生存期不超过2年。免疫治疗是近年新兴的肿瘤治疗策略,作为FDA批准的首个肿瘤疫苗制剂,Sipuleucel-T用于治疗无症状或者轻微症状的转移性CRPC,但患者的生存获益仍然有限。后续兴起的免疫检查点抑制剂在黑色素瘤、肾细胞癌和非小细胞肺癌等肿瘤中显示出较好疗效,但在前列腺癌中疗效欠佳。联合治疗不仅是前列腺癌免疫治疗的热点,也是改善治疗效果的重要策略。因此,本论文致力于通过联合治疗提高免疫检查点抑制剂在前列腺癌中的效果。已有研究表明,COX-2/PGE₂/EP4（PTGER4）信号通路在肿瘤免疫微环境中发挥着重要作用。在结肠癌和乳腺癌中,EP4受体拮抗剂有免疫治疗效果。COX-2/PGE₂/EP4信号通路在前列腺癌中高度活化,但尚无针对前列腺癌的免疫治疗研究。为探索前列腺癌肿瘤微环境中EP4受体的分布和功能,本论文对前列腺癌患者的肿瘤组织样本进行单细胞测序和分析,并结合差异表达基因富集分析和既有数据库生物信息学分析,鉴定到EP4受体是前列腺癌免疫治疗的特异性靶点。随后,我们选择实验室合成和筛选到的新型EP4受体小分子拮抗剂BY001,研究单药治疗以及与PD-1抗体联合治疗在前列腺癌中的功能和机制。在体外,BY001一方面直接靶向EP4受体阻止骨髓来源的抑制性细胞（myeloid-derived suppressor cell,MDSC）的形成以及MDSC细胞分泌免疫抑制性因子ARG1和i NOS。BY001也可以促进T细胞的增殖、存活和效应功能;另一方面通过靶向肿瘤细胞分泌的趋化因子间接地逆转肿瘤微环境中MDSC细胞和T细胞的比例,从而发挥免疫调节功能。接下来,我们评估BY001与免疫检查点抑制剂PD-1抗体在前列腺癌同系异种动物模型中的抗肿瘤活性。PD-1抗体或者BY001单药治疗只能抑制40%左右的肿瘤生长。尽管治疗效果不显著,但是BY001可以促进肿瘤内部CD8⁺T细胞的浸润,抑制MDSC细胞的浸润,具有改善前列腺癌免疫抑制性微环境的能力。鉴于BY001治疗后,CD8⁺T细胞依然处于耗竭状态以及临床上联合治疗策略的探索,我们采用BY001和PD-1抗体进行联合治疗。联合治疗显著抑制前列腺肿瘤生长,促进肿瘤内部CD8⁺T细胞的增加和NK细胞群的富集,抑制MDSC细胞的浸润。联合治疗增强与T细胞招募有关的趋化因子CXCL9、CXCL10和CXCL11的表达,与此同时,抑制与MDSC细胞招募有关的趋化因子CCL2、CCL4、CCL5、CXCL5、CXCL12和CXCL16的表达。此外,联合治疗也促进IFN-γ和TNF-α的表达,抑制ARG1的表达。在前列腺癌原位动物模型和再挑战动物模型中,联合治疗诱导更为有效的肿瘤免疫应答,抑制肿瘤的生长、转移或复发,并延长小鼠的生存期。初步探索联合治疗的作用机制,我们发现,联合治疗后,肿瘤内部存在更多的CD8⁺TCF1⁺T细胞和MHC-Ⅱ⁺抗原递呈细胞共定位,这表示CD8⁺TCF1⁺T细胞与MHC-Ⅱ⁺抗原递呈细胞联合抱团,组成独立的抗肿瘤基地,维持免疫应答。此外,联合治疗主要通过CD8⁺T细胞发挥抗肿瘤作用。综上所述,本研究表明BY001与PD-1抗体具有强烈的协同作用,可以将免疫治疗反应较差的前列腺肿瘤转化为敏感的肿瘤,抑制肿瘤生长,延长生存期,并维持免疫应答,这为CRPC的临床治疗提供了可供参考的新策略。