胞内酸响应型聚合物纳米诊疗系统的构建及增强免疫治疗

作     者：仇维 

作者单位：西南大学 

学位级别：硕士

导师姓名：许志刚

授予年度：2022年

学科分类：1002[医学-临床医学] 07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 100214[医学-肿瘤学] 0702[理学-物理学] 10[医学] 

主      题：酸响应 聚合物 免疫治疗 免疫原性死亡 焦亡 

摘      要：随着手术、放疗和化疗等传统疗法的应用,利用自身免疫系统对抗癌症的免疫治疗在近几年也得到了迅速发展。PD-1/PD-L1免疫检查点阻断疗法作为免疫治疗的代表,在提高生存率的同时克服了传统治疗面临易耐药、病灶易转移和对正常组织的毒副作用。有效的免疫治疗需要同时具备免疫识别和免疫调节。受制于免疫识别带来的低临床响应率,纳米递送系统的出现有望改善免疫检查点阻断疗法面临的困境,即增强免疫原性、提高免疫应答、缓解免疫抑制。研究表明,化疗、光疗等单一治疗手段能有效增强肿瘤的免疫原性,诱导肿瘤免疫原性死亡,但治疗效果受免疫抑制肿瘤微环境的影响依然不太理想。联合治疗策略将肿瘤微环境从“免疫抑制转变为“免疫原性,从而增强肿瘤对免疫佐剂和检查点阻断治疗的应答。基于聚合物良好的生物相容性和结构稳定性,结合肿瘤微环境弱酸性的特点,本论文以构建胞内酸响应型聚合物纳米递送系统为基础,搭载经典抗癌药物或免疫调节剂,以消退肿瘤、重塑肿瘤微环境、减少恶性转移为目的,精心设计并构建两种pH响应型聚合物纳米诊疗系统以增强免疫治疗,具体内容如下:1、为克服单药不稳定的治疗效果和不可控制的毒副作用,以及制备工艺复杂的多功能纳米平台各功能成分的潜在毒性,以无定形碳酸钙为基底,修饰两亲性嵌段共聚物,搭载经典化疗药物10-羟基喜树碱(HCPT)和光敏剂二氢卟吩e6(Ce6),构建肿瘤细胞内pH响应纳米载药系统,实现多功能纳米诊疗。HCPT通过抑制拓扑异构酶来阻止肿瘤细胞DNA的合成,铁离子(Fe)介导芬顿反应产生羟基自由基(·OH),同时Ce6产生大量单线态氧(O),进一步提高肿瘤部位的活性氧(ROS)水平。该工作将肿瘤特异性激活的聚氨基酸钙化纳米颗粒(CHC NPs)作为抗肿瘤氧化应激放大器,形成了以化疗为主,协同化动力疗法(CDT)与光动力疗法(PDT)的“三箭齐发式治疗策略,实现增强化疗的同时诱导免疫原性死亡,抑制肿瘤细胞迁移。聚氨基酸钙化纳米颗粒作为安全、可降解的多功能纳米平台,将为癌症联合治疗提供一种新思路。2、由于低免疫原性和免疫抑制肿瘤微环境所导致的免疫耐受,焦亡作为一种新的治疗策略有望提高抗肿瘤疗效。准确将免疫调节剂和光敏剂输送到肿瘤部位能够诱导焦亡增强免疫治疗。由免疫激动剂RGX-104和光敏剂Ce6组成的纳米诱导剂(MRC NPs)内吞后在肿瘤部位被动积累。在酸性肿瘤微环境从MRC NPs中释放的RGX-104通过转录激活Apo E,参与重塑肿瘤微环境,降低髓源性抑制细胞(MDSCs)的免疫抑制水平;同时Ce6触发光动力治疗提高免疫原性,增强氧化应激和细胞器破坏。胞内酸响应型MRC NPs诱导肿瘤细胞释放多种损伤相关分子模式,促进树突状细胞成熟,从而加快抗原呈递和细胞毒性T淋巴细胞招募。MRC纳米诱导剂采取上述“兵分两路的策略,激活GSDME依赖型焦亡。具有良好生物相容性的MRC纳米递送系统解决了疏水药物在血液中的递送障碍,促进ROS产生,缓解免疫抑制的肿瘤微环境。MRC NPs诱导肿瘤细胞发生焦亡的同时联合anti-PD-1抗体,可增强免疫检查点阻断治疗在实体瘤中的应答。MRC NPs凭借其强大的抗肿瘤免疫能力,成功阻止恶性肿瘤的侵袭性转移。