一．文献综述我国恶性肿瘤的发生率和死亡率在过去的20年中明显上升，在我国的一些主要大城市中，恶性肿瘤已居死亡病因中的首位，已成为危害人民健康和生命的主要疾病。在全球范围内也一样，恶性肿瘤已成为人类的主要杀手。国内外对恶性肿瘤的研究投入了大量的人力、物力和财力，包括基础和临床研究两方面。早期对恶性肿瘤的治疗主要是放化疗相结合，但由于放化疗会使患者身体虚弱、免疫功能下降、消化障碍、骨髓抑制、炎症反应、心脏毒性、肺纤维化、神经系统毒性、肝脏毒性、膀胱炎等副作用，因此患者顺应性较差。近年来，随着医疗水平的提高，患者对病后生活状态的要求也逐渐提高，这就对肿瘤的临床治疗手段提出了较高的要求。目前，在临床研究中，医学工作者对恶性肿瘤的研究投入力度较大，肿瘤的临床治疗水平和多样性也进展迅速，包括肿瘤的病因学、遗传基因、分子流行病学，以及临床方面对传统手术、放射治疗、化学治疗方法的改进，特别是多学科综合治疗概念的提出和应用，新的治疗手段和途径的发明和成功的临床实践。
肿瘤免疫学治疗是目前肿瘤治疗中一个十分重要的领域，它在非实体瘤的治疗中有着很好的应用价值，可以用以辅助恶性肿瘤的治疗，在肿瘤治疗的中后期，尤其是在放化疗和手术之后，可以有效地清除残存的肿瘤细胞和血液或淋巴中扩散或转移的肿瘤细胞。它通过激发或调动机体的免疫系统，增强肿瘤微环境抗肿瘤免疫力，从而控制和杀伤肿瘤细胞。肿瘤免疫治疗旨在通过刺激患者的固有免疫系统来识别和消除肿瘤细胞，从而促进特异性和持久的抗肿瘤免疫，目前被认为是治疗各种癌症的理想方法。肿瘤免疫治疗借用免疫细胞实现对肿瘤细胞及组织的高度靶向，利用自身的杀伤诱导机制，引起肿瘤细胞的坏死性死亡。在这一过程中，T细胞，尤其是CD8 T细胞可以直接杀死肿瘤细胞，因此高效生成并利用CD8 T细胞是肿瘤免疫治疗的关键。
抗原呈递细胞(Antigen-presenting cells, APC)是指能够摄取、加工处理抗原，并将处理过的抗原呈递给T、B淋巴细胞的一类免疫细胞。CD8 T和CD4 T 细胞表达的克隆性分布的受体分别识别与MHC-I和MHC-II子结合的抗原肽。抗原降解和肽段负载到MHC分子的过程发生在APCs细胞内。APC主要包括单核-吞噬细胞、树突状细胞、B细胞以及内皮细胞、肿瘤细胞的病毒感染的靶细胞等，其中树突状细胞（dentritic cells, DC）的抗原呈递能力最强 。DC细胞作为抗原呈递能力最强、唯一可以诱导静止的T细胞活化的APC，参与抗原的识别、加工处理与递呈，是免疫反应中识别自我与非我的关键环节，具有呈递异常信息和诱发机体免疫的作用。它能在肿瘤抗原刺激下将抗原的信息递送给T淋巴细胞，使T细胞激活，激发免疫效应。正常情况下，DC细胞大多处于未成熟的阶段，具有较强的吞噬作用和抗原处理能力，但由于其MHC水平较低且缺乏共刺激因子，因此其抗原呈递能力较低。当未成熟的DC细胞经过抗原的刺激和诱导变成成熟的DC细胞之后，在其共刺激因子CD80、CD86，MHC和黏附分子的高度表达下，其抗原呈递能力提高，足以有效激活T细胞，DC将抗原提呈给特异性的T细胞，该过程涉及两种细胞表面多种分子间的相互作用。在DC和T细胞相互接触的数分钟内，两种细胞表面的黏附分子围绕TCR／抗原肽-MHC聚集，形成一个狭小的空间，类似于神经－肌肉接头处的神经突触，故被命名为免疫突触。在DC与T细胞短暂的结合过程中，若TCR遭遇特异性抗原肽，T细胞与APC发生特异性结合，并由CD3分子向胞内传递特异性识别信号，导致LFA-1变构并增强其与ICAM-1或ICAM-2的亲和力，从而稳定并延长DC与T细胞间的接触（可持续数天），以有效诱导抗原特异性T细胞激活和增殖。增殖的子代细胞仍与DC黏附，使之分化为效应细胞,引发免疫应答。因此成功高效地实现诱导DC细胞成熟化则是整个肿瘤免疫过程的关键。
虽然肿瘤抗原可以实现DC细胞的成熟化诱导，但是抗原本身在机体中稳定性较差，因此，提高肿瘤抗原在呈递中的稳定性是诱导DC细胞成熟的保障。基于此种目的，我们希望通过纳米载药系统实现对肿瘤抗原的保护。负载了肿瘤抗原的纳米药物载体，将肿瘤特异性抗原靶向递送给DC，通过DC的加工将抗原肽呈递到表面MHC-Ⅰ类分子上，激活下游的CD8 T细胞，产生针对肿瘤特异性抗原的CTL克隆，最终发挥杀伤肿瘤细胞的作用。DC和巨噬细胞将MR-抗原复合物一同内化入细胞内体中，内体和溶酶体进一步融合成内体溶酶体，MR-抗原复合物在内体溶酶体的酸性环境中解离，释放出抗原分子；而Fcgamma;R结合的抗原-抗体复合物则是在内化后一起降解。同时纳米载药系统本身就具有被APC摄取的性质，并且在摄取过程中，会对APC的活性、功能产生一定的影响，起到佐剂的作用。
碳纳米管作为一种优良的载体课携带多种优良的生物活性分子穿越细胞膜，将DNA、RNA、多肽、蛋白质和药物等待到效应器官和细胞中。研究发现，多壁碳纳米管在纳米载体系统的构建过程中有着很大的优势：它们的内在特性使它们易于内化成各种各样的细胞类型；同时，它们有很大的可用比表面积进行化学修饰；此外，碳纳米管极高的表面积与体积比可以为各种生物活性分子提供多个附着位点，如蛋白质、核酸和游离药物；碳纳米管还可以保护它们免受酶降解，从而是其在生物体内有较好的稳定性； 此外，碳纳米管不具有免疫原性，有助于抗原诱导强而持久的抗原特异性适应性免疫反应。我们选取多壁碳纳米管作为靶向递送系统的载体基础物质，设计并合成纳米载药系统。
纳米载药系统的研究中，最多和最有价值的应用就是用于抗肿瘤药物载体，细胞的活性的加强和肿瘤内脉管系统的衰弱，导致静脉内纳米粒子的聚集。研究表明，纳米粒子缓释抗肿瘤药物，延长了药物在肿瘤内的存留时间，减缓了肿瘤的生长；与游离药物相比，延长了动物的存活时间。由于肿瘤细胞有较强的吞噬能力，肿瘤组织血管的通透性也较大，所以静脉途径给予的纳米粒子可以在肿瘤内输送，从而提高疗效，减少给药剂量和毒性反应。因此，纳米载药系统在肿瘤研究中具有很高的地位和关注度。
纳米载药系统本身可以被DC细胞摄取，但此类摄取的效率较低，因此我们希望通过对纳米载药系统的修饰，利用受体配体相结合的作用机制，实现载药系统对DC细胞的主动靶向过程。药物的靶向性是指药物能搞选择性的分布于作用对象，从而增强疗效，减少副作用。而药物的主动靶向性是利用靶部位，如肿瘤组织的表面细胞特有标志，通过抗体与抗原、配体与受体的特异性结合，将药物运送到目的部位。由于DC表面受体在抗原摄取及递呈中起到重要作用。将能和 DC表面受体特异性结合的配体分子与抗原物质连接，即有效的促进了DC高效摄取抗原物质。同时，通过选择不同的靶向分子，在一定程度上促进了抗原向可选择的递呈通路投递。研究表明模式识别受体(PRRS)介导的病原体吞噬作用，如Toll样受体(TLR)、类NOD受体(Nlrs)、c型凝集素受体(Clrs)等，是诱导DC成熟的关键。其中，CLRs通过其胞外羧基末端结构域(Crds)，以钙依赖的方式结合某些病原体表面的糖基，通过受体介导的内吞作用和随后的降解导致病原菌内化。最后，在MHC I或MHCⅡ或两者的背景下，将病原体作为T细胞的抗原。甘露糖受体(MR)是以DCS为主表达的c型凝集素受体的一员，它能在细胞膜和早期内小体之间快速循环，从而使未成熟的DCS更有效地内化和表面呈现抗原，最终提高T细胞的活性。基于此种原理，我们将纳米载药系统进行甘露糖修饰，利用载体系统上的甘露糖与DC细胞上的甘露糖受体的结合作用实现体系向DC的主动靶向过程。
二．研究目的建立具有DC靶向纳米递送系统，增强抗原的有效递送性，从而更好地促进DC的成熟，增强抗肿瘤免疫效应。
三．研究内容在本次课题研究中，我们希望通过合成甘露糖修饰的多壁碳纳米管载药系统， 借助于载药系统上的甘露糖与DC细胞表面的甘露糖受体的受体配体相互作用，将载有抗原的纳米递送系统，主动靶向到DC细胞上，诱导DC细胞成熟，产生诱导T细胞产生杀伤肿瘤细胞的作用。我们选取在免疫学研究中应用最为广泛的标准的抗原蛋白卵清蛋白（OVA）作为模型抗原，来评价整个体系的抗原呈递效果。
四．研究手段 我们首先对载体进行合成，而后通过红外、Zeta电位、电镜等手段进行表征，最后通过一系列的细胞实验对其增强DC的抗原呈递能力进行检测。
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