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最近几十年来,两亲嵌段共聚物构成的聚合物胶束系统在纳米医学研究领域得到广泛的关注,主要是因为以下优势:（1）聚合物胶束的核壳结构是由疏水性核心和亲水性外壳构成的,此类结构不仅能将难溶性治疗药物高效地封装到聚合物胶束中保护药物免受外部环境的影响并改善其药代动力学,还能避免血清中的意外药物损失和防止药物从全身循环中快速清除;（2）聚合物胶束系统可被赋予响应化学或物理刺激的性能,这有利于控制它们在病灶部位的累积或药物的释放率;（3）聚合物胶束系统的表面易于修饰功能化分子,可实现肿瘤靶向、治疗基因和抗原的递送、多模态成像等多种功能。因此,聚合物胶束系统能作为集诊断和治疗功能于一体的多功能肿瘤精准治疗纳米平台。在本论文中,围绕“基于聚合物胶束的纳米载药系统及纳米疫苗在肿瘤成像与治疗中的应用”这一主题,开展了核磁共振成像（magnetic resonance imaging,MRI）引导下实现乳腺癌化疗和基因联合治疗以及纳米疫苗通过重塑肿瘤免疫抑制微环境增强癌症免疫治疗的功效的探索。具体而言,我们构建了基于杂化胶束（hybrid micelle,HM）诊疗一体化纳米系统,详细研究了制备得到的HM的自组装、体外药物释放、细胞內吞和溶酶体逃逸,并在动物肿瘤模型中进行了活体成像和治疗的探究。具体研究内容和结果如下:1.利用两种两亲性二嵌段共聚物聚乙烯亚胺聚己内酯（polyethylenimine-polycaprolactone,PEI-PCL）和二乙烯三胺五乙酸钆（III）-共轭-聚乙二醇-聚己内酯（（diethylenetriaminepentaacetic acid gadolinium（III）,Gd-DTPA）-conjugated-polyethyleneglycol-polycaprolacton,Gd-PEG-PCL）制备了杂化胶束共递送难溶性化疗药物阿霉素（doxorubicin,Dox）和治疗基因micro RNA-34a（mi R-34a）的纳米系统Gd-HM-Dox/34a。在Gd-HM-Dox/34a表面缀合Gd-DTPA,导致Gd-DTPA的弛豫率提高了1.4倍以上(13.6m M-1 S-1)。此外,当其被肿瘤细胞摄取后,由于PEI的质子海绵效应,促进mi R-34a和Dox从溶酶体中逃逸。释放的mi R-34a下调Bcl-2、cyclin D1、CDK6和Bax的表达,并抑制肿瘤细胞的增殖和迁移。值得注意的是,与Gd-HM-Dox和Free Dox相比,合适的胶束尺寸提高了Dox对三维（three-dimensional,3D）肿瘤细胞球体的渗透,从而在3D多细胞球体中产生有效的肿瘤细胞杀伤效果。此外,Gd-HM-Dox/34a在肿瘤组织中表现出增强的积累,从而提高了实体瘤的磁共振（magnetic resonance,MR）成像对比度,并提高了Dox和mi R-34a在协同抑制荷瘤小鼠肿瘤生长方面的效率。因此,本研究建立的Gd-HM-Dox/34a混合胶束,为抑制肿瘤生长并增强MR成像提供一种有应用前途的诊疗方法。2.由于免疫抑制性肿瘤微环境（tumor microenvironment,TME）引起的抗原特异性T细胞反应率低和获得性耐药,使得癌症纳米疫苗的临床疗效在很大程度上受到了阻碍。利用一种响应肿瘤弱酸性环境的纳米疫苗,用于重塑免疫抑制性TME。在HM疏水核心包裹集落刺激因子1受体（colony stimulating factor 1 receptor,CSF1-R）抑制剂BLZ-945和吲哚胺2,3-双加氧酶（indoleamine 2,3-dioxygenase,IDO）抑制剂NLG-919,并在其表面修饰模型抗原卵清蛋白（ovalbumin,OVA）,构成纳米疫苗BN@HM-OVA,旨在扩大肿瘤浸润淋巴细胞（tumor infltrating lymphocytes,TILs）的募集。纳米疫苗涂有亲水性聚乙二醇（PEG）的外壳,不仅可以延长纳米疫苗的体内循环,外壳还可以响应弱酸性TME而脱落,导致纳米疫苗的尺寸的减小和正电荷的增加可以增强药物在肿瘤组织的渗透深度。实验结果证明,树突状细胞（dendritic cells,DCs）呈递抗原的能力增强,M2型肿瘤相关巨噬细胞（tumor-associated macrophages,TAMs）以及肿瘤细胞对药物的摄取的增强都是由弱酸性TME导致BN@HM-OVA减小尺寸和增加正电荷引起的。这种纳米疫苗可以将免疫抑制性TME重塑为有利于效应T细胞的环境,从而在预防性和治疗性E.G7-OVA肿瘤模型中抑制肿瘤生长。此外,基于PD-1阻断T细胞受体的最佳时机和顺序,将BN@HM-OVA纳米疫苗同时与αPD-1抗体治疗相结合会引起长期抑制肿瘤生长。该研究为开发有效的癌症免疫疗法提供了新的策略。