刺激響應型聚合物在腫瘤免疫治療方面的研究進展

李霞，李慧，張志岳

（山東大學藥學院藥物制劑研究所 天然產物化學生物學教育部重點實驗室，山東 濟南 250012）

腫瘤免疫治療是通過調節(jié)機體免疫系統(tǒng)，增強先天性或適應性免疫反應，發(fā)揮抗腫瘤免疫應答，從而清除腫瘤的一種方法。免疫療法因其突出的治療效果和免疫記憶等長效治療作用而備受關注[1-3]。2018年的諾貝爾生理學或醫(yī)學獎就被授予對癌癥免疫調控治療有著突出貢獻的美國科學家James P. Allison和日本科學家Tasuku Honjo。然而，單純的腫瘤免疫療法常因患者的個體間差異、細胞因子風暴、免疫逃逸等問題限制其臨床研究和應用。

腫瘤微環(huán)境刺激響應型聚合物是將腫瘤微環(huán)境（tumor microenvironment，TME）獨特的生理條件作為刺激因子，響應性發(fā)生結構或理化性質改變的一系列新型聚合物。聚合物以TME的生理特性為基礎進行結構調整與修飾，用以在TME下選擇性釋放免疫治療藥物，從而調控腫瘤部位的免疫抑制效應轉換為刺激響應因子[4]。這類聚合物能夠更高效地遞送治療藥物至目標部位，并且改善傳統(tǒng)藥物遞送技術缺少刺激響應性釋藥的缺點，使治療藥物的釋放更加可控、有效。由于聚合物的結構和性質可根據(jù)治療目的進行調整和改變，將刺激響應型聚合物與腫瘤免疫治療聯(lián)合，不僅能夠改善免疫治療藥物的穩(wěn)定性、靶向性和控釋性，還可以使腫瘤細胞免疫抑制和免疫逃逸的問題最小化，顯著提高免疫治療的效果。因此，研究腫瘤微環(huán)境刺激響應型聚合物材料，對腫瘤免疫治療納米給藥系統(tǒng)的創(chuàng)新和發(fā)展以及深入研究和應用有著重要意義。目前，已有多篇綜述文章描述各種生理刺激敏感材料用于藥物遞送，尤其是抗腫瘤藥物遞送研究[5-7]。本文重點闡述腫瘤微環(huán)境刺激響應型聚合物在腫瘤免疫治療方面的研究進展。

1 刺激響應型聚合物材料分類

機體中腫瘤組織與正常組織相比，常表現(xiàn)出如pH降低、谷胱甘肽（glutathione，GSH）等還原性物質增加、活性氧（reactive oxygen species，ROS）水平升高以及部分特異性酶表達增加等生理特性的改變[8-9]。刺激響應型聚合物材料的合成與應用就是利用這些腫瘤組織和細胞生理特性的改變，使納米遞藥系統(tǒng)在腫瘤部位可控式釋藥，減少藥物在血液循環(huán)中的泄漏，提高藥物生物利用度。

1.1 pH敏感型聚合物

與正常組織不同，腫瘤組織的pH為6.5 ～ 7.2，腫瘤細胞內pH為5.0 ～ 6.5，而溶酶體的pH為4.5 ～ 5.0[10]。利用這一性質，科學家們設計pH敏感型聚合物材料作為藥物遞送載體，在酸性條件下特異性裂解或質子化，使藥物在腫瘤細胞內響應性釋放，發(fā)揮抗腫瘤的作用。

1.1.1 席夫堿結構聚合物 席夫堿主要是含有C = N基團的一類化合物（見圖1a）。席夫堿結構在酸性條件下不穩(wěn)定，極易水解，因此，利用席夫堿類聚合物材料的這一性質可使該類聚合物納米遞送系統(tǒng)具有酸敏感特性，達到藥物酸響應性釋放的目的[11]。

苯甲亞胺鍵是一種典型的席夫堿結構，Cheng等[12]利用苯甲亞胺鍵將抗程序性死亡受體-1（programmed cell death protein-1，PD-1）肽AUNP-12（Aurigene NP-12）與癌細胞膜上的聚乙二醇（polyethylene glycol，PEG）連接體結合，使AUNP-12的釋放變得更加敏感可控，同時聯(lián)合應用硫化銅納米粒和免疫佐劑雷西莫特（resiquimod，R848），制備成智能納米藥物平臺，應用于三陰性乳腺癌（triple negative breast cancer，TNBC）的聯(lián)合治療，療效顯著。

酰腙鍵結構中的C = N化學鍵（見圖1b）也屬于席夫堿的一種，且其中的酰胺鍵和亞氨基可形成p-π共軛，因此它的性質相對于其他席夫堿更為穩(wěn)定，但其同樣可在TME的酸性環(huán)境下發(fā)生裂解。據(jù)相關報道pH刺激敏感的腙鍵應用于可生物降解的兩親性PEG-聚乳酸（polylactic acid，PLA）共聚物中，能夠實現(xiàn)靶細胞內藥物響應型快速釋放，并減少血液循環(huán)過程中的藥物泄漏[13]。

1.1.2 叔胺質子化結構聚合物 叔胺基團在酸性環(huán)境氫離子的作用下，可由電中性轉變?yōu)檎娦问?，因此含叔胺基團的聚合物材料具有pH敏感的特性（見圖1c）。在中性條件下，該類聚合物可通過自組裝等方式形成納米粒，而到達腫瘤部位接觸到微酸性環(huán)境后，聚合物中的叔胺基團與氫離子結合帶正電，電荷相互排斥，聚合物體系親水性增加，使得聚合物解離散開，從而釋放包載在疏水核內部的脂溶性藥物，發(fā)揮藥效。

Xiao等[14]利用叔氨基團作為聚合物納米遞藥系統(tǒng)pH刺激響應條件裝載姜黃素，達到腫瘤細胞微酸性環(huán)境響應性釋放的目的。此外，利用馬來酸酐基團將抗PD-1單克隆抗體連接至聚合物上，制成雙pH敏感納米載體，在腫瘤組織pH為6.5的條件下抗PD-1單克隆抗體解離，而疏水核內的姜黃素在細胞內體pH為5.5的條件下，隨著叔氨基的質子化而釋放，發(fā)揮藥效。

除特定的酸響應基團外，組氨酸也具有在微酸性環(huán)境中迅速質子化的特性。組氨酸又稱為α-氨基-β-咪唑基丙酸，屬于堿性氨基酸[15]。組氨酸中含有咪唑基結構，咪唑環(huán)上的N原子含有孤對電子，因此組氨酸能夠分別在酸性條件和堿性條件下發(fā)生可逆的質子化和去質子化（見圖1d），質子化后的組氨酸呈正電性，可使含有組氨酸的聚合物嵌段由疏水性轉變?yōu)橛H水性[16]。有研究報道制備樹突狀細胞膜/組氨酸修飾的硬脂酸接枝殼聚糖/卵清蛋白膠束作為pH響應疫苗，用于靶向淋巴結和誘導細胞免疫以增強抗腫瘤免疫應答。組氨酸修飾的膠束表現(xiàn)出依賴于酸堿度的抗原釋放行為，使得抗原能夠有效地從溶酶體中逃逸從而促進抗腫瘤相關細胞因子的釋放，抑制腫瘤的生長[17]。

1.1.3 縮酮（醛）結構聚合物 縮酮（醛）結構如圖1e所示，在同一個碳原子上連接2個烷氧基，在酸性條件下易發(fā)生質子化，從而活化碳原子發(fā)生水解。在之前的研究工作中表明，含有縮酮（醛）鍵的聚合物在腫瘤細胞內酸性環(huán)境下可以降解成可溶性單體[18-19]。

Nuhn等[20]將縮酮鍵引入到聚合物當中作為交聯(lián)鍵，并引入Toll 樣受體7/8（toll-like receptor 7/8，TLR 7/8）激動劑，構建可降解的自組裝納米凝膠。縮酮交聯(lián)鍵使聚合物納米凝膠具有酸可降解的性質，在腫瘤部位發(fā)揮抗腫瘤作用后，最終以水溶性的鏈狀聚合物狀態(tài)從機體內排出，避免納米凝膠在人體內的長期積累。

1.1.4β-羧酸酰胺鍵結構聚合物 研究表明，β-羧酸基團的酰胺鍵具有酸不穩(wěn)定性，在中性條件下帶負電荷，而在酸性環(huán)境中帶正電荷[21]。2，3-二甲基馬來酸酐（2，3-dimethylmaleic anhydride，DMMA）常被用來制備該類酸敏感化學鍵，它與氨基反應形成β-羧酸酰胺鍵（見圖1f），在聚合物納米體系中起到酸刺激響應的作用[22]。

圖1 pH敏感化學鍵及其結構式Figure 1 pH sensitive chemical bonds and structural formulas

在Yang等[23]的研究中，他們利用β-羧酸酰胺酸敏感鍵制備一種pH響應性陰離子聚合物PEG/DMMA共接枝聚（丙烯胺鹽酸鹽），用于修飾正電荷納米顆粒。帶負電荷的聚合物修飾納米粒在進入微酸性TME后，pH敏感化學鍵斷裂，轉變?yōu)閹д姾傻牧Ｗ?，增強其在腫瘤部位的細胞攝取和滯留，提高藥物的作用效果。

1.1.5 帶相反電荷聚合物 將帶相反電荷的聚合物應用于同一納米體系，在不同的pH條件下，根據(jù)分子間作用力的改變，納米粒分別呈現(xiàn)聚合或者解離的狀態(tài)。通過改變陽離子聚合物和陰離子聚合物的比例，制備出在TME特定酸性pH條件下可降解的聚合物納米粒，實現(xiàn)pH刺激響應型給藥。

殼聚糖是一種具有良好的生物相容性和生物可降解性的天然高分子材料，其結構中豐富的化學活性基團使殼聚糖易于進行化學修飾，因此被廣泛應用于生物醫(yī)學領域[24]。Song等[25]通過對殼聚糖進行改性，獲得2種相反電荷的殼聚糖衍生物，兩性甲基丙烯酰胺N-羧乙基殼聚糖和帶正電荷的甲基丙烯酰胺N-（2-羥基）丙基-3-三甲基氯化銨殼聚糖，從而構建出pH敏感納米凝膠，并在其表面覆蓋紅細胞膜以引入白細胞介素-2（interleukin-2，IL-2）。通過調整2種相反電荷殼聚糖衍生物的處方比例得到的納米凝膠能夠精確地在腫瘤環(huán)境特定pH條件下釋放藥物并發(fā)揮有效的抗腫瘤作用。

1.2 氧化還原敏感型聚合物

腫瘤細胞內因產生過量且高于正常細胞十幾倍的GSH而形成強還原性微環(huán)境[26-27]。與此同時，由于超氧化物歧化酶和線粒體同工酶活性降低，癌細胞還會過度產生ROS，使細胞處于氧化應激狀態(tài)[28-29]。因此，腫瘤細胞因GSH/ROS處于異常高水平而具有異質性。在此基礎上，可以開發(fā)氧化還原敏感型聚合物，以實現(xiàn)腫瘤細胞特異性給藥。

1.2.1 二硫鍵結構聚合物 二硫鍵在還原條件下可以發(fā)生裂解，常見的還原劑如二硫蘇糖醇（dithiothreitol，DTT）或β-巰基乙醇（β-mercaptoethanol，β-ME）等都可以使二硫鍵斷裂。在腫瘤細胞中，高濃度的還原性物質GSH可用于裂解二硫鍵，觸發(fā)藥物的釋放[30]，因此二硫鍵常被用于制備活性藥物的前藥，如利用二硫鍵制備紫杉醇前藥[31]。二硫鍵聚合物結構如圖2a所示，Zhang等[32]利用二硫化物將喜樹堿（camptothecin，CPT）與伊文思藍（evans blue，EB）衍生物結合，得到兩親性CPT-ss-EB前體藥物，將該前體藥物與內源性白蛋白結合，所得的納米粒在腫瘤細胞中可實現(xiàn)氧化還原敏感釋藥，釋放出活性藥物CPT，發(fā)揮強細胞毒作用。

1.2.2 二硒鍵結構聚合物 硒是人體必需微量元素，和硫元素屬于同一族，具有相似的物理化學性質。二硒鍵不僅具有還原敏感性，還可以被氧化裂解[33]。在腫瘤細胞中，除高濃度GSH外，還表達高濃度活性氧使兩者達成胞內平衡狀態(tài)，因此將二硒鍵引入聚合物納米遞藥系統(tǒng)可賦予納米粒高度的氧化還原敏感性，能夠更加精確、完全地釋放藥物[34-35]，二硒鍵聚合物結構如圖2b所示。此外，也有研究表明，對比二硫鍵，含有二硒鍵的前藥納米組裝體具有更高的循環(huán)穩(wěn)定性、腫瘤蓄積能力和藥物釋放效率[36-37]。

Zhou等[38]將沸石基咪唑酸酯骨架-8（zeolitic imidazolate framework-8，ZIF-8）和含二硒鍵聚合物膠束以及化療藥物整合到同一遞藥系統(tǒng)當中，開發(fā)出多刺激響應高效釋藥的納米給藥系統(tǒng)。氧化還原敏感二硒鍵和酸敏感ZIF-8金屬有機框架的組合，使藥物能夠在特定條件下多重響應控制性釋放，提高藥物的治療效果。

1.2.3 苯硼酸頻哪醇酯結構聚合物 苯硼酸頻哪醇酯（1）具有顯著的ROS響應特性，在釋放藥物的同時仍可保持藥物本身的結構。該結構在被腫瘤細胞中過表達的ROS降解時可轉化為GSH耗竭劑醌甲基化物（quinone methide，QM，2）（見圖2c），改善腫瘤細胞內環(huán)境，對腫瘤治療產生協(xié)同效果[39]。J?ger等[40]應用化合物1結構，構建出ROS響應型聚合物納米給藥系統(tǒng)。與非響應型的納米粒相比，含有化合物1結構的ROS響應性載藥體系能夠特異性地釋放藥物，對腫瘤細胞產生更高的細胞毒作用。

圖2 氧化還原敏感化學鍵及其結構式Figure 2 Redox sensitive chemical bonds and structural formulas

1.3 酶敏感型聚合物

1.3.1 基質金屬蛋白酶敏感聚合物 基質金屬蛋白酶（matrix metalloproteinases，MMPs）因需要金屬離子作為輔助因子而得名，其中對MMP-2和MMP-9研究較多。MMPs可降解細胞外基質，在多數(shù)健康組織中活性較低，而在腫瘤部位過表達，能夠促進腫瘤血管生成，幫助腫瘤細胞逃避免疫識別，改善腫瘤部位的乏氧狀態(tài)，是腫瘤細胞浸潤、繁殖和轉移的一個重要因素。一些對MMPs敏感的特定寡肽片段（見圖3a），因其尺寸較小，摻入聚合物結構中不會影響其本身的物理化學性質[41-44]，因此可通過該策略賦予聚合物納米給藥體系酶敏感的性質。

1.3.2 組織蛋白酶B敏感聚合物 組織蛋白酶B是半胱氨酸蛋白酶家族中的一員，與腫瘤細胞的浸潤轉移密切相關。Gly-Phe-Leu-Gly（GFLG）是組織蛋白酶B反應性四肽序列（見圖3b），該肽段在血液中可穩(wěn)定存在，而在遇到腫瘤細胞周圍高分泌的組織蛋白酶B后發(fā)生裂解[45]。早在1984年，Kopecek[46]就發(fā)現(xiàn)GFLG可被組織蛋白酶B裂解，并將其應用于聚合物藥物連接體中。GFLG常與聚合物聚N-（2-羥丙基）甲基丙烯酰胺[PolyN-(2-hydroxypropyl)methacrylamide，HPMA]聯(lián)用，其中HPMA通過GFLG連接阿霉素（doxorubicin，DOX）已經成功應用于臨床[47]。

圖3 酶敏感肽段的結構式Figure 3 Structures of enzyme sensitive peptides

2 刺激響應型聚合物在腫瘤免疫治療中的應用

2.1 單一刺激響應聚合物納米遞藥系統(tǒng)

2.1.1 pH敏感 腫瘤部位偏酸性特征明顯區(qū)別于其他正常組織，因此腫瘤微環(huán)境刺激響應型納米遞藥系統(tǒng)常優(yōu)先考慮pH敏感特性。在腫瘤細胞的免疫反應中，TLR是識別病原體的一類重要受體。咪喹莫特（imiquimod，R837）是TLR7小分子激動劑，能夠有效激活免疫反應并殺傷腫瘤細胞。Li等[48]利用席夫堿結構構建連接有R837的pH響應聚合物納米遞藥系統(tǒng)，在腫瘤微環(huán)境酸性條件pH響應性釋放R837。

在細胞質內，環(huán)磷酸鳥苷（cGAMP）可與干擾素基因刺激因子（stimulator of interferon genes，STING）結合，產生Ⅰ型干擾素和細胞因子，從而激活免疫反應。因此，在腫瘤細胞中，激活STING信號通路能夠增強先天性和適應性免疫反應，提高腫瘤細胞的免疫原性[49-50]。 Zhou等[51]在納米膠束中引入叔氨基，設計一種靶向STING途徑的酸響應納米疫苗，可用于腫瘤的個性化免疫治療。納米疫苗中包含抗原和STING激動劑5，6-二甲基呫噸酮-4-乙酸（5,6-dimethylxantheonone-4-acetic acid，DMXAA）。納米粒子可以通過固有的內體逃逸能力促進新抗原的胞質內釋放； DMXAA激活樹突狀細胞中STING通路，誘導Ⅰ型干擾素分泌并促進隨后的T細胞活化。與此同時，新抗原引發(fā)腫瘤特異性T細胞免疫反應。

吲哚胺-2，3-雙加氧酶（indoleamine-2，3-dioxygenase，IDO）具有與色氨酸代謝相關免疫調節(jié)作用，在調節(jié)炎癥和免疫耐受性方面有著重要作用。研究表明，在腫瘤發(fā)生過程中，IDO表達增多，導致L-色氨酸過度消耗和腫瘤微環(huán)境中犬尿氨酸積累，從而抑制機體抗腫瘤免疫應答，促進腫瘤的發(fā)生和發(fā)展[52]。吲哚美辛（indometacin，IND）是常用的IDO抑制劑，Yang等[53]將IND和光敏劑聯(lián)合應用，制備含有叔胺基的PEG-陽離子多肽嵌段共聚物，自組裝形成酸響應納米囊泡。這種納米載體在遞送藥物的同時自身就可以引起免疫原性細胞死亡（immunogenic cell death，ICD）。該納米囊泡同時包載光敏劑2-（1-己基氧乙基）-2-去乙烯基焦脫鎂葉綠酸-a（HPPH）和吲哚胺2，3-雙加氧酶抑制劑IND，在腫瘤細胞酸性環(huán)境下，聚合物中的叔氨基質子化帶正電，使得納米囊泡實現(xiàn)內體逃逸，并隨后釋放藥物HPPH和IND，發(fā)揮光動效果并刺激活化CD8+T細胞。這種集光動力療法（photodynamic therapy，PDT）和免疫療法于一體的智能納米囊泡在腫瘤模型中起到極大的治療效果。

Wang等[54]同樣將PDT和免疫療法聯(lián)合起來，制備一種酸刺激響應型膠束。該膠束由3種獨立成分組成：第1種是對pH敏感的二嵌段共聚物PEG-嵌段-聚（甲基丙烯酸二異丙醇氨基乙酯-甲基丙烯酸羥乙酯共聚物）[PEG-b-P（DPA-co-HEA），PDPA]，其與脫鎂葉綠酸a（pheophorbide a，PPa）共價共軛，標記為PDPA-PPa。PDPA-PPa在中性條件下自組裝成膠束，進入腫瘤酸性微環(huán)境后叔氨基急劇質子化解離，PPa顯現(xiàn)熒光信號，并發(fā)揮光動力免疫治療效果。第2種是1，2-環(huán)氧四癸烷烷基化的低聚乙烯亞胺（OEI-C14）。OEI-C14是一種兩親性陽離子聚合物，具有強質子海綿效應，可觸發(fā)內體逃逸，并負載電負性siRNA。第3種是對程序性死亡受體配體1（programmed cell death ligand 1，PD-L1）有特異性的siRNA，可以通過特異性沉默腫瘤細胞上的PD-L1表達來抑制PD-L1途徑調節(jié)的免疫耐受。協(xié)同PDT誘導的抗腫瘤免疫反應和PD-L1基因敲除介導的PD-1/PD-L1阻斷途徑的聯(lián)合效應抑制腫瘤的生長和轉移。

2.1.2 氧化還原敏感 除利用腫瘤部位酸性環(huán)境的特點外，腫瘤細胞與正常健康細胞不同的氧化還原電勢也是制備刺激響應型聚合物遞藥體系可以采用的一種策略。NLG919是另一種有效的IDO抑制劑，在之前的研究中，Sun等[55]制備一種兩親性聚合物，由寡聚乙二醇（POEG）親水嵌段和NLG聚合物PNLG疏水嵌段組成，并利用二硫鍵連接上NLG919，同時于內部包封疏水性藥物DOX，該遞藥系統(tǒng)協(xié)同化學療法和免疫療法對抗腫瘤。

環(huán)氧合酶-2（cyclooxygenase-2，COX-2）及其下游產物前列腺素E2（prostaglandin E2，PGE2）可以促進腫瘤的發(fā)生、發(fā)展，促進腫瘤細胞增殖、遷移并抑制細胞凋亡[56]。阿司匹林是一種COX-2抑制劑，Ma等[57]通過Passerini反應合成一種ROS反應性阿司匹林前體藥物，隨后通過點擊反應將該前體藥物與葡聚糖相連接形成P3C-Asp，其可在腫瘤部位特異性刺激下釋放阿司匹林。隨后，P3CAsp與抗PD-1抗體在鼠結直腸癌模型中聯(lián)合應用，有效抑制腫瘤的生長。

2.1.3 酶敏感 腫瘤組織及細胞內過表達酶也可作為響應型聚合物的有效刺激之一，特定肽段的裂解促使藥物可控式釋放，增強藥物對腫瘤組織及細胞的特異性殺傷作用。Gao等[58]利用MMP-2敏感肽段設計合成一種DOX前體藥物，并聯(lián)合應用抗PD-1抗體進一步激發(fā)抗腫瘤免疫應答，有效增強腫瘤的治療效果。

相同原理下，Zhou等[59]也利用MMP-2敏感肽段制備一種前體藥物囊泡，并進一步修飾DMMA形成酸敏感鍵。PEG的存在使得該前藥囊泡在血液循環(huán)中相對穩(wěn)定，而在到達腫瘤部位后，MMP-2敏感段裂解，囊泡表面電荷由負轉正，增強腫瘤組織滲透和細胞攝取。腫瘤細胞攝取后，其pH敏感部位斷裂，釋放藥物，發(fā)揮治療效果。

2.2 雙重刺激響應聚合物納米遞藥系統(tǒng)

為進一步改善藥物的釋放性能，研究人員常常將2種刺激方式結合，設計雙重信號響應聚合物納米遞藥系統(tǒng)，如pH/氧化還原敏感，pH/酶敏感，氧化還原/酶敏感等。這些雙重刺激響應的納米粒子相較于單刺激響應的納米粒子來說，藥物遞送的穩(wěn)定性和控制釋放的敏感性都大大提升，顯示出優(yōu)異的抗腫瘤效果。

2.2.1 pH/氧化還原敏感 BLZ-945是一種有效的集落刺激因子-1受體（colony-stimulating factor-1 receptor，CSF-1R）的選擇性抑制劑。CSF-1R是細胞因子CSF-1的受體，是受體酪氨酸激酶中的重要一員，該靶點與炎癥的發(fā)生、發(fā)展緊密相關[60-61]。Zhu等[62]合成一種pH及GSH雙響應型聚合物結構（SN38-co-4-乙烯基吡啶），其中7-乙基-10-羥基喜樹堿（SN38）通過二硫鍵與聚合物骨架相連，二硫鍵能夠與GSH發(fā)生反應斷裂，而吡啶基能夠在酸性條件下質子化。他們將pH/GSH雙響應聚合物與PEG修飾的金納米粒（AuNPs）自組裝得到響應性納米囊泡結構，并將免疫抑制劑BLZ-945包封在其中。在到達腫瘤部位后，BLZ-945在酸性pH條件下響應性釋放，用于腫瘤免疫治療，囊泡結構解離成小的單個囊泡（AuNNP@PEG/PSN38VP），隨后深入腫瘤組織，并在還原環(huán)境下釋放SN38，發(fā)揮抗腫瘤效果。除此之外，由于金納米粒的存在，還可以在近紅外Ⅱ區(qū)（near infrared-Ⅱ，NIR-Ⅱ）窗口引導光聲成像，從而檢測治療效果。

刺激腫瘤細胞氧化應激引發(fā)免疫原性細胞死亡也是藥物進行腫瘤免疫治療的有效途徑之一。Ma等[63]通過Passerini反應和點擊反應制備含有苯硼酸頻哪醇和縮醛結構的聚合物TSEOP。其中發(fā)揮主要作用的苯硼酸衍生物（PBCA）結構在腫瘤細胞高濃度H2O2環(huán)境下發(fā)生裂解，酸敏感的縮醛結構也同時裂解，既生成可升高ROS水平的肉桂醛（cinnamaldehyde，CA）也生成可降低GSH水平的QM。CA與QM可產生協(xié)同作用，誘導腫瘤細胞內產生強氧化應激反應，從而促使鈣網蛋白（calreticulin，CRT）暴露、腺嘌呤核苷三磷酸（adenosine triphosphate，ATP）大量釋放、高遷移率族蛋白B1（high mobility group protein B1，HMGB1）表達增加，引發(fā)免疫原性細胞死亡，隨后激活樹突狀細胞誘導細胞免疫，增強抗腫瘤效果。

除小分子免疫抑制劑外，抗原遞送也可以增強腫瘤部位的免疫反應，起到抗腫瘤的作用。合成亞單位疫苗需要誘導CD8+細胞毒性T細胞（cytotoxic T lymphocyte，CTL）應答，才能有效預防細胞內病原體。大多數(shù)亞單位疫苗主要產生體液免疫反應，CTL反應弱于預期[64-65]。因此，Keller等[66]合成具有pH/GSH雙重響應的中性聚合物膠束載體，用于抗原的遞送。該聚合物由2部分組成，一部分是含有吡啶基二硫化物結構的中性親水性N-（2-羥丙基）甲基丙烯酰胺冠，可以與生物藥物結合；另一部分則是由甲基丙烯酸二甲氨基乙酯（PAA）、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯（DMAEMA）和甲基丙烯酸丁酯（BMA）組成的疏水三元共聚物內核。合成的兩嵌段共聚物自組裝成納米膠束，用以裝載模型抗原卵清蛋白。在酸性條件下，疏水內核中的叔氨基質子化，內核釋放，同時二硫鍵可以與GSH反應，離解出模型抗原。與游離卵清蛋白相比，聚合物膠束的存在增強抗原的交叉遞呈，延長細胞內的抗原滯留時間并提高細胞免疫應答水平。由此可見，聚合物結構不僅可以應用于遞送小分子藥物，在抗原等大分子蛋白的遞送上也發(fā)揮重要的作用。

2.2.2 pH/酶敏感 據(jù)報道，低劑量化療藥物能夠通過上調腫瘤細胞上的甘露糖-6-磷酸受體（mannose-6-phosphate receptor，M6PR）來改善腫瘤細胞膜對顆粒酶B（granzyme B，GranB）的滲透性，而GranB是細胞介導的免疫反應中CTLs誘導細胞凋亡的關鍵介質[67-70]。Liu等[71]構建連接抗PD-L1肽并包裹小劑量DOX的聚合物脂質體（LPDp），用于腫瘤免疫治療和化療的聯(lián)合應用。合成的pH響應型聚合物鏈中含有可與脂質體膜表面緊密結合的基團，以及可在酸性條件下質子化的pH敏感結構。通過調節(jié)脂質組分與pH響應聚合物的混合比例，可優(yōu)化脂質體的響應靈敏度和特異性。低劑量DOX被包裹在LPD中，既降低全身的副作用，又提高腫瘤細胞對免疫應答的敏感性?？筆D-L1肽（D）-PPA 1（NYSKPTDRQYHF）作為靶向PD-1/PD-L1的拮抗劑，通過與MMP可降解肽段（GPLGVRG）交聯(lián)引入LPDp中，構建MMPs/pH雙響應納米體系。

臨床上，HPMA共聚物藥物偶聯(lián)物與GFLG四肽連接體已經被成功應用。這種四肽連接體在給藥過程中穩(wěn)定，但被溶酶體組織蛋白酶B內吞后被裂解。Du等[72]以此為基礎開發(fā)pH/組織蛋白酶B分級響應納米體系（HRNs）。該體系通過二嵌段共聚物PEG-b-聚[2-（六亞甲基亞氨基）甲基丙烯酸乙酯-r-N-甲基丙烯酰-GFLG-多西他賽][PEG-b-P（C7A-r-DTX）]自組裝而成，其中P（C7A-r-DTX）是pH敏感段，多西他賽（docetaxel，DTX）通過GFLG肽段與之連接。在正常生理pH下，P（C7A-r-DTX）呈疏水性，因此PEG-b-P（C7A-r-DTX）可自組裝成穩(wěn)定的HRNs，給藥后可以在血液循環(huán)中穩(wěn)定存在，并在腫瘤部位蓄積。到達腫瘤部位后，在腫瘤微環(huán)境偏酸性條件下，HRNs迅速解離，進一步深入腫瘤組織中并進入腫瘤細胞。在細胞內，GFLG肽段被溶酶體組織蛋白酶B裂解，釋放出游離的DTX分子，從而產生強大的抗腫瘤作用。此外， DTX還可以誘導腫瘤細胞免疫原性調節(jié)，激活CTL反應。

2.2.3 氧化還原/酶敏感 免疫檢查點阻斷療法在腫瘤的免疫治療中占有重要位置，但由于腫瘤細胞的低免疫原性和CTL腫瘤浸潤不足，免疫檢查點阻斷劑的應用受到限制[73]。PDT可誘導腫瘤細胞發(fā)生免疫原性細胞死亡，ATP釋放增加，CRT和HMGB1表達增加[74-76]，因此將PDT和免疫檢查點阻斷劑聯(lián)合應用是提高腫瘤免疫治療效果的重要策略之一。

IDO-1是L-色氨酸沿犬尿氨酸途徑代謝的關鍵酶,是潛在的腫瘤免疫治療藥物靶點。Gao等[77]制備一種腫瘤微環(huán)境響應型的可降解囊泡，聯(lián)合應用PDT和免疫檢查點阻斷療法。這種可降解囊泡中含有聚乙二醇化酶敏感的光敏劑PPa和還原敏感的IDO-1抑制劑NLG919前體藥物。該前體藥物囊泡在血液循環(huán)中穩(wěn)定存在，當?shù)竭_腫瘤部位后，接觸到腫瘤微環(huán)境中的MMP-2，其表面的聚乙二醇冠掉落，剩余部分特異性積累到腫瘤組織，同時釋放PPa起到光動力治療效果，而還原敏感部分則與GSH反應后裂解釋放NLG919，選擇性地抑制IDO-1。2種藥物的聯(lián)合應用顯著提高了腫瘤的免疫應答水平，增強腫瘤治療效果。

2.3 多重刺激響應聚合物納米遞藥系統(tǒng)

除了雙重刺激響應聚合物納米粒外，越來越多的研究人員開始注意到多重刺激響應聚合物納米遞藥系統(tǒng)在腫瘤聯(lián)合治療當中的應用。這類將3種或3種以上響應信號集合到同一聚合物納米遞藥系統(tǒng)的策略，不僅可以在腫瘤部位發(fā)揮作用，在納米粒的制備、藥物遞送和藥物釋放等各個階段也同樣有效，既可以提高藥物的載藥量和穩(wěn)定性，也可促進藥物的精準釋放和充分發(fā)揮藥效，在腫瘤的免疫聯(lián)合治療中有著巨大的應用潛力。

Hou等[78]將MMP-2/9敏感、pH敏感和GSH敏感三者通過布爾邏輯組合在一個聚合物納米體系當中。在這種高階布爾邏輯前體藥物納米粒子（BLPNs）中，使用3個腫瘤部位刺激響應序列：MMP-2/9降解的肽序列GALGPG、二硫鍵和對酸敏感的2-（二異丙基氨基）甲基丙烯酸乙酯。這3部分的組合使得納米體系在接觸腫瘤基質中過表達的MMP-2/9時裂解，使得BLPN在腫瘤部位蓄積滲透，進入腫瘤細胞后，GSH介導BLPN在還原條件下降解，而酸性條件介導BLPN質子化，促進體內逃逸和藥物釋放。為了展示BLPN共遞送免疫調節(jié)劑和聯(lián)合免疫治療的能力，Hou等[78]將PPa和NLG919 2種聚合物聯(lián)合應用于前藥共遞送系統(tǒng)中。PPa光敏劑用于腫瘤的光動力治療，并誘導腫瘤細胞的ICD；NLG919通過促進CTLs增殖并抑制調節(jié)性T細胞來緩解IDO-1誘導的免疫抑制性腫瘤微環(huán)境。BLPNs庫通過是/與邏輯，利用腫瘤部位的內源性信號，實現(xiàn)對BLPNs解離和前藥激活的選擇性控制。該體系進一步證明BLPNs的腫瘤特異性分布和高效的免疫調節(jié)刺激激活作用。該BLPNs策略同樣適用于其他免疫調節(jié)劑，為實現(xiàn)腫瘤高效精準的特異性免疫治療開辟新途徑。

3 結語和展望

腫瘤微環(huán)境刺激響應型聚合物納米遞藥系統(tǒng)是通過化學手段修飾聚合物結構，用以敏感響應腫瘤部位的特征微環(huán)境，實現(xiàn)控制釋藥的目的。相比傳統(tǒng)的藥物遞送手段，這類新型聚合物納米遞藥系統(tǒng)顯著改善傳統(tǒng)遞藥系統(tǒng)安全性低、有效性差等問題，不僅增加了藥物的載藥量，提高其血液循環(huán)中的穩(wěn)定性和生物相容性，增強納米粒對腫瘤的靶向性，減少藥物在血液循環(huán)中的泄漏和在正常機體組織中的累積，同時還增加細胞對藥物的攝取以及所攝取藥物療效的發(fā)揮，有效地提高腫瘤免疫治療療效，解除免疫抑制，阻止癌細胞免疫逃逸。因此，刺激響應型聚合物在腫瘤的免疫聯(lián)合治療方面有著巨大的應用潛力和吸引力。

然而這類聚合物仍處于基礎研究的初期階段，所制得的納米遞藥體系常面臨制備步驟多且困難的缺點，如何設計開發(fā)制備方法簡單的刺激響應型聚合物是未來研究人員需要攻克的一大難題。另外，由于刺激響應型聚合物制備條件較為復雜，結構難以確證，臨床轉化率低也成為繼續(xù)發(fā)展這一納米遞藥系統(tǒng)的一大阻礙。因此，探索開發(fā)簡單高效的刺激響應型聚合物，并研究進一步發(fā)展其臨床應用，是腫瘤微環(huán)境刺激響應型聚合物未來創(chuàng)新發(fā)展的方向。相信刺激響應型聚合物納米遞藥系統(tǒng)的開發(fā)，