传统癌症治疗模式的变革与近些年飞速发展的免疫疗法密切相关。其中,不少进展至晚期的癌症在临床上已通过阻断免疫检查点的方式得到不错的控制。不过,绝大多数患者仍无法从中获益,有的甚至出现抵抗或者病情快速进展的情况。幸运的是,研究发现,化疗可以协同促进免疫检查点阻断治疗。究其根本,主要是因为化疗引起的免疫原性细胞死亡能使肿瘤细胞暴露或释放出多种可激活天然免疫系统的损伤相关分子模式和多种可诱导特异性抗肿瘤免疫反应的肿瘤抗原。因此,二者的组合已成为当前临床试验中非常受欢迎的一种癌症联合治疗策略。但由于缺乏肿瘤靶向性,化疗药物也会对免疫细胞造成损害,使得机体产生免疫抑制,从而不利于有效地改善癌症免疫治疗。为此,我们提出体外模拟系统化疗的策略,从而实现在保留由化疗诱导细胞死亡而获得促进抗肿瘤免疫反应作用的同时,还能避免因化疗毒害免疫细胞而引起免疫抑制等副作用。具体的研究内容如下:(一)在EDC/NHS介导的偶联作用下,我们将肿瘤蛋白共价修饰到红细胞(redbloodcells,RBCs)表面,从而制得偶联肿瘤蛋白的红细胞(redbloodcell based vaccines,RBC-vaccines)。其中,化疗诱导的肿瘤蛋白(chemotherapy-induced CL13900小鼠tumor proteins,cTPs)是从经过化疗药物——伊立替康诱导处理的CT-26细胞中获得的,非化疗诱导的肿瘤蛋白(nonchemotherapy-inducedtumorproteins,nTPs)则是通过反复冻融CT-26细胞而获得的。这里,之所以将肿瘤蛋白共价修饰到红细胞表面,是因为红细胞可被抗原呈递细胞选择性清除,进而有助于加强机体对可溶性肿瘤抗原的摄取。研究发现,皮下接种的RBC-vaccines能够被树突状细胞顺利捕获。但是,ventromedial hypothalamic nucleus与偶联nTPs的红细胞(RBC-nTPs)相比,偶联cTPs的红细胞(RBC-cTPs)可以更加显著地促进树突状细胞熟化。随后,在结肠癌模型中,我们发现PD-1抑制剂在与RBC-cTPs联用之后能够显著地抑制肿瘤生长,并且延长荷瘤小鼠寿命,甚至治愈它们。进一步的机理分析发现,之所以比RBC-nTPs更有效地提高机体对免疫检查点阻断治疗的响应,是因为RBC-cTPs可以促进更多T细胞浸润至肿瘤组织内部。此外,RBC-cTPs与PD-1抑制剂的联用还能诱使机体获得抗肿瘤免疫记忆。不过,随着体内CD8+T细胞的清除,机体又会失去对持久的抗肿瘤能力。(二)在静电相互作用下,我们将肿瘤RNA与鱼精蛋白进行混合,从而制得肿瘤RNA纳米颗粒(RNA nanoparticles,RNA-NPs)。其中,化疗诱导的肿瘤RNA(chemotherapy-induced tumor RNA,C-RNA)是从经化疗药物——伊立替康诱导处理的CT-26细胞中抽提得来的,而非化疗诱导的肿瘤RNA(nonchemotherapy-inducedtumor RNA,N-RNA)是直接从 CT-26 细胞中抽提得来的。研究发现,相较于N-RNA纳米颗粒(NPD-0332991-RNA-NPs),皮下接种的C-RNA纳米颗粒(C-RNA-NPs)可以更有效地诱导树突状细胞成熟。随后的毒理实验表明,RNA-NPs对机体的主要器官未造成毒害作用。紧接着,在结肠癌模型中,我们观察到C-RNA-NPs与PD-1抑制剂的联用能够显著地延缓肿瘤的生长,并且增加荷瘤小鼠的生存期。进一步的机理研究发现,C-RNA-NPs是通过显著地增加肿瘤组织内部T细胞的分布来实现对免疫检查点阻断疗法的改善。综上,我们提出了两种改善癌症免疫治疗的策略,且在皮下移植结肠癌的小鼠模型中均表现出良好的肿瘤治疗效果。最后,希望这能为未来改善癌症免疫治疗提供一些思路。