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目的肿瘤免疫治疗是通过激活抗肿瘤免疫应答来抑制肿瘤进展进而延长患者生存期的。其中,肿瘤疫苗能够诱导肿瘤特异性免疫反应,是肿瘤免疫治疗中重要的一部分。但单一的肿瘤特异性抗原(tumor specific antigen,TSA)稳定性差、免疫原性低,这导致具有单一 TSA的肿瘤疫苗免疫效率低下,限制了其进一步的临床应用。为此,含有多种抗原的肿瘤疫苗被开发出来用于肿瘤免疫治疗。其中一种策略是利用含有多种TSA的肿瘤细胞裂解物(tumor cell lysate,TCL)作为肿瘤疫苗的抗原来源。然而,TCL作为肿瘤疫苗的抗原无法诱导强烈的抗肿瘤免疫反应,因为构成TCL的,大多数是非肿瘤相关抗原成分。相比之下,肿瘤细胞膜(cancer cell membrane,CCM)具有高比例、多种类的TSA,可以作为抗原来源用于肿瘤疫苗的制备。此外,CCM还可从实体肿瘤中提取,用于制备个性化的肿瘤疫苗。为了提高肿瘤疫苗的安全性和有效性,生物纳米材料被用作TSA和刺激性免疫佐剂的运载平台。基于上述内容,本课题设计了一种CCM包被的担载免疫刺激性佐剂的纳米粒子,并研究了其作为肿瘤疫苗的作用机制,探索了其在肿瘤预防和治疗中的潜在应用。方法本课题分为两个实验部分:(1)我们设计了一种表面包被CCM,内核为担载咪喹莫特(imiquimod,R837)作为免疫刺激性佐剂的聚乳酸-羟基乙酸共聚物(poly(lactic-co-glycolic acid),PLGA)纳米粒子的肿瘤疫苗(CCMNP/R837)。CCM来源于RM-1小鼠前列腺癌细胞。我们通过体外表征(粒径、电势、稳定性、药物释放情况等),体外细胞实验(树突状细胞(dendritic cell,DC)内吞、DC体外刺激实验等),体内动物实验(体内淋巴结引流实验、体内免疫刺激实验、体内抑瘤实验等)评价了所得到的肿瘤疫苗对小鼠前列腺癌的预防和治疗效果。(2)在上一个实验的基础上,为了进一步提高免疫刺激性佐剂的运载效率,制备个性化的纳米肿瘤疫苗,我们设计合成了羧基改性的嵌段聚噁唑啉(thioglycolic acid-grafted poly(2-methyl-2-oxazoline)-block-poly(2-butyl-2-oxazoline-co-2-butenyl-2-oxazoline),PMBEOx-COOH),并且将R837担载到PMBEOx-COOH纳米粒子中得到POxTA NP/R837;然后将来源于实体肿瘤的CCM(SCM)包被到 POxTA NP/R837 上以获得 SCM 包被的 POxTA NP/R837(SCNP/R837)。我们通过体外表征(粒径、电势、稳定性等),体外细胞实验(浆细胞样树突状细胞(plasmacytoid dendritic cell,pDC)内吞、pDC体外刺激实验等),体内动物实验(体内淋巴结引流实验、体内免疫刺激实验、体内抑瘤实验等)评价了所得到的肿瘤疫苗对小鼠前列腺癌的预防和治疗效果。结果第一部分实验结果表明,我们制备的CCMNP/R837具有典型的双层结构,粒径大小在80nm左右。外层CCM在包被到PLGA纳米粒子上之后,保留了自身蛋白成分,可以作为TSA的来源。体外DC摄取和刺激实验表明其能够明显被DC摄取,并且引起充分的免疫刺激,诱导DC成熟。体内淋巴结引流实验和免疫刺激实验表明,CCMNP/R837在皮下注射后,能够充分引流至淋巴结,并刺激引流淋巴结中的DC成熟,进而诱导下游的抗肿瘤免疫应答。体内抑瘤实验表明,CCMNP/R837作为肿瘤疫苗能够通过刺激DC成熟诱导肿瘤特异性免疫应答有效地抑制肿瘤发展。当其作为抗肿瘤治疗剂与程序性死亡受体1(programmed cell death 1,PD-1)抗体联合应用时,能够高效地抑制肿瘤进展。组织学结果表明CCMNP/R837能够抑制肿瘤转移。第二部分实验结果表明,我们设计合成的PMBEOx-COOH能够高效地运载R837,SCM在包载到POxTA NP/R837后,能保留自身蛋白成分,所得到的SCNP/R837粒径大小在50nm左右。体外pDC摄取和刺激实验表明,SCNP/R837能够被pDC摄取,并诱导pDC成熟。体内淋巴结引流实验和免疫刺激实验表明,SCNP在皮下注射后,能够引流至淋巴结,并诱导引流淋巴结中的pDC成熟。体内抑瘤实验表明,SCNP作为肿瘤疫苗能够通过刺激pDC成熟,诱导肿瘤组织中细胞毒性T淋巴细胞(cytotoxic T lymphocyte,CTL)和自然杀伤细胞(natural killer cell,NK细胞)浸润从而有效地抑制肿瘤进展,当其作为治疗剂与PD-1抗体联合应用时,能够提高肿瘤浸润的CTL的肿瘤杀伤效果,有效地抑制肿瘤进展。结论本研究成功制备了以CCM和生物纳米材料为基础的肿瘤疫苗,该肿瘤疫苗能够将TSA和刺激性免疫佐剂运载到抗原提呈细胞(antigen presenting cell,APC)并刺激其成熟,进而诱导机体产生抗肿瘤免疫应答。并且通过开发新型生物纳米材料,提高其作为运载平台的运载效率。开发使用SCM,为个性化肿瘤疫苗的设计和制备提供新思路。研究结果证明CCM包被的担载刺激性免疫佐剂的纳米粒子作为肿瘤疫苗具有肿瘤预防的潜力,而且当其作为肿瘤治疗剂与免疫检查点抑制剂联合使用时,具有肿瘤治疗的效果。本研究为新型肿瘤疫苗,特别是个性化肿瘤疫苗的制备和临床应用提供了新思路和一定的理论依据。