近年来,肿瘤免疫疗法为肿瘤治疗带来一场革新。基于细胞免疫原性死亡(ICD)的化学-免疫学疗法可通过释放肿瘤相关抗原(TAAs)激活机体免疫应答,产生抗肿瘤效应。但是此种策略只注重消灭“种子”(肿瘤细胞),却忽略了对“土壤”(肿瘤微环境,TME)的改善。由于肿瘤免疫抑制微环境(ITM)的存在,肿瘤细胞可以通过多种免疫逃避机制躲避免疫系统的识别和攻击,导致治疗效果不佳。因此,开发一种既能靶向“种子”,又能改善“土壤”的策略具有十分重要的科学意义。基于TME的低pH、高表达基质金属蛋白酶2(MMP-2)的特点,本研究构建了一种可拆卸的纳米递药系统,分别精准递送ICD诱导剂——阿霉素(DOX)以及环氧合酶-2(COX-2)抑制剂——塞来昔布(CXB)至相应的靶部位,用于联合增强化疗-免疫治疗的研究。首先,合成具有肿瘤细胞靶向性的前药透明质酸@阿霉素(HA@DOX),并通过MMP-2敏感肽与疏水性分子3-二乙氨基丙基异硫氰酸酯(DEAP)相连接,形成具有pH/MMP-2双响应的嵌段DOX@HA-peptide-DEAP。然后,包载 CXB 形成 DOX@HA-peptide-DEAP/CXB(DHPDB)纳米粒。DHPDB纳米粒在TME中,DEAP发生质子化,纳米粒的内核变得疏松,MMP-2进一步进入纳米粒对底物肽进行切割,最终导致纳米粒坍塌释放出HA@DOX前药和CXB。一方面,HA@DOX前药精确靶向肿瘤细胞,诱导肿瘤细胞发生ICD,释放出TAAs;另一方面,CXB作用于TME中多种细胞,降低前列腺素E2(PGE2)的表达,募集更多的树突状细胞(DCs)至肿瘤部位用于TAAs的呈递。在此过程中,TME中CXC趋化因子配体10(CXCL10)增加,利于细胞毒性T细胞(CTLs)的归巢;而CXC趋化因子配体12(CXCL12)减少,削弱肿瘤细胞与T细胞之间的物理屏障,为杀伤肿瘤细胞创造了有利的环境。体外分别采用透射电镜及粒径仪对纳米粒在不同环境下(pH 7.4、pH 6.5、pH7.4+MMP-2、pH6.5+MMP-2)的形貌及粒径大小进行分析,结果证明了该纳米粒在正常生理条件下能够保持稳定,当处于MMP-2+pH 6.5的环境下,纳米粒坍塌。此外,药物释放实验进一步表明了 DHPDB纳米粒具有较好的pH/MMP-2响应性。体外以4T1乳腺癌为肿瘤细胞模型,分别采用流式细胞术及ELISA试剂盒测定药物作用后,细胞钙网蛋白(CRT)的表达及高迁移率族蛋白B1(HMGB1)的分泌情况。此外,通过使用流式测定DCs表面分子CD40+/CD86+表达,评价肿瘤细胞发生ICD后对DCs成熟的影响。结果表明,DHPDB纳米制剂相比单药治疗组能够有效的诱导4T1细胞发生ICD,并显著刺激DCs的成熟。此外,分别以4T1细胞、巨噬细胞、癌相关的成纤维(CAFs)为细胞模型,使用ELISA试剂盒和蛋白质免疫印迹测定CXB对TME中细胞COX-2/PGE2轴的影响,结果表明CXB能够抑制以上三种细胞COX-2及PGE2的表达,并能中和DOX所导致的4T1细胞COX-2及PGE2的上调。建立4T1乳腺癌小鼠皮下肿瘤模型,通过尾静脉方式给药,并制备传统无敏感的纳米系统HA-DOCA/DOX/CXB(DHDAB)作为对照,评价DHPDB纳米制剂在体内的抗肿瘤优势。结果表明,相比DHDAB,可拆卸DHPDB纳米递药系统能够显著地抑制肿瘤的生长和转移,延长小鼠的生存时间。利用流式细胞术分析肿瘤部位和淋巴结中的免疫细胞,结果表明,DHPDB治疗组能够有效激活机体免疫,消除免疫抑制。总之,该可拆卸式纳米递药系统可实现按需释放药物,不仅能够精确靶向肿瘤细胞,还能破坏肿瘤细胞和TME之间的正反馈,打通免疫循环的各个环节,激活机体强烈的抗肿瘤免疫应答,显著增强了两药联用的效果。