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三阴性乳腺癌具有高转移和易复发的特性,使其预后较差,死亡率较高。传统乳腺癌的治疗方式,例如手术切除、化疗和放疗等存在固有局限性。越来越多的临床试验表明,单一传统的治疗模式难以有效的根除三阴性乳腺癌,因而多模式协同治疗在临床试验中得到了广泛的关注。纳米材料由于其本身特有的物理、化学性质及体内行为,为三阴性乳腺癌多模态诊疗应用研究提供了良好的平台。纳米材料作为载体,不仅能够增强传统疗法（联合载药、放化疗联合使用）的疗效,同时也使一些新兴的疗法（光动力治疗、光热治疗等）成功的被引入到三阴性乳腺癌的治疗中。这种传统治疗联合新兴疗法的多模态协同治疗模式,大幅度提高了三阴性乳腺癌原位瘤的治疗效果,但对于转移及复发灶的疗效往往不佳。最近研究表明纳米材料引入的光治疗和免疫治疗的结合为抑制肿瘤发生、发展、转移和复发带来了新的治疗思路:纳米光治疗-免疫联合疗法不仅保留了纳米材料的固有物理、光学特性,并且能够有效激发自体免疫反应,展现出对转移灶高效的抑制及有效预防肿瘤复发的协同效果。因此,合理巧妙的设计纳米载体及治疗配方,使纳米工程技术、光治疗及免疫治疗三者有机的结合,在发挥三者优势的同时,充分调动机体抗肿瘤的“内-外”因素,协同达到抑制原发瘤及其转移灶的目的。基于此,本论文研究内容围绕着对自发转移三阴性乳腺癌（4T1）的治疗,以生物相容性良好的单壁碳纳米角（single-walled carbon nanohorns,SWNHs）材料为基础,设计构建了双化疗-光热治疗（photothermal therapy,PTT）及光动治疗（photodynamic therapy,PDT）-PTT复合光物理/光化学治疗体系。动物体内实验结果表明,双化疗-PTT和PDT-PTT复合治疗均表现出显著的协同抑瘤效果,成功的抑制了肺部转移灶的生长。随后对PDT-PTT光治疗模式产生的协同免疫效应机理进行了系统、深入的研究。作用于肿瘤不同靶点的临床一线化疗药物,阿霉素（doxorubicin,DOX）和顺铂（cisplatin）,临床研究表明两者具有协同肿瘤治疗效果。因此我们成功构建了一种双化疗药物负载、高效靶向肿瘤的双化疗-PTT纳米诊疗体系(SWNHs/C18PMH/mPEG-PLA-DOX-Pt)（第二章节）。首先,SWNHs以两亲性聚合物马来酸酐-alt-1-十八碳烯(C18PMH)和甲氧基封端的聚乙二醇-b-聚-D,L-丙交酯（mPEG-PLA）同时修饰,形成“高-低”层次的表面结构。随后DOX以“?-?”堆积、Cisplatin以羧酸配位的互不干扰方式依次负载到SWNHs上。体外研究表明DOX和Cisplatin具有不同pH敏感性,在酸性环境下可实现相继、持续的释药行为。体内研究表明静脉给药后,该体系具有较长的血液半衰期（10.9 h）,同时能高效靶向原发肿瘤及其肺部转移灶。双化疗-光热的协同治疗可高效消融原发性肿瘤,并有效抑制乳腺癌的肺部转移灶。其次,基于SWNHs纳米体系,本论文进一步构建了具有磁共振（magnetic resonance imaging,MRI）、光声成像（photoacoustic imaging,PAI）和荧光成像（fluorescence imaging,FI）引导的,PDT/PTT光复合肿瘤治疗的纳米体系（第三章）,即钆偶联、光敏剂二氢卟酚e6（chlorin,Ce6）负载、两亲性聚合物包覆的SWNHs系统Gd-Ce6@SWNHs。由于Ce6具有荧光性质以及SWNHs具有良好的近红外II（NIR-Ⅱ）吸收,该系统可用于MRI/Fl/NIR-ⅡPAI多模式影像引导的光热、光动肿瘤协同治疗。磁共振成像和近红外二区（NIR-Ⅱ）光声成像结果表明Gd-Ce6@SWNHs具有高效的肿瘤“归巢”及渗透能力。体外荧光成像表明在靶向原位瘤的同时,Gd-Ce6@SWNHs也能靶向肺部转移灶。相比于单一的光治疗模式（PTT或PDT）,局部增强的PTT、PDT复合协同治疗不仅成功的消除了原发瘤,也抑制了肺转移灶的生长。最后,本论文系统地阐释了PDT/PTT诱导协同免疫的机制及SWNHs在免疫循环中的作用（第四章）。PDT/PTT肿瘤原位治疗能够诱导多样性和多源性免疫相关的损失相关分子模式（damage associated molecular patterns,DAMPs）的形成,提供更丰富的免疫源性蛋白用于刺激宿主免疫反应。光复合治疗后,钙网蛋白（calreticulin,CRT）、热激蛋白70（heat shock protein,HSP70）及细胞碎片等具有免疫原性的物质的释放,成功的激活机体免疫反应,使远端肿瘤中树突细胞（dendritic cell,DC）的含量在治疗3天内分别上升为2.54%（PDT）,2.15%（PTT）和6.44%（光复合治疗）。并且光复合治疗模式表现出优于单一光治疗模式的优势:在治疗14天后,毒性淋巴细胞（cytotoxic Lymphocyte,CTL）在光复合治疗组的比例（17.6%）高于单一光治疗模式9.28%（PDT）,15.2%（PTT）;同时,肿瘤浸润CD8+细胞从0.41%上升到4.77%。免疫细胞的大量变化,也引起了相关抑瘤免疫因子TNF-α、IFN-γ、IL-α、IL-1β、IL-2、IL-6和IL-12的上调,最终表现为对远端肿瘤的抑制作用。综合考虑体内免疫系统的激活途径,我们得出能靶向、增强免疫循环反应（cancer immunity cycle）中多个环节的SWNHs纳米系统作用机制。第一,SWNHs纳米系统具有长的血液循环时间（18.9 h）,从而高效靶向肿瘤,提高局部纳米光复合治疗效率,导致细胞死亡元素的形成,触发细胞凋亡等程序性死亡模式而促使肿瘤细胞迅速丧失细胞完整性。第二,由不同疗法诱导的免疫原性细胞死亡（immunogenic cell death,ICD）引起多种免疫抗原的释放。同时,作为免疫佐剂或“容器”的SWNHs纳米系统可以捕获这些抗原或细胞免疫源性碎片以增强抗原呈递细胞（antigen presenting cells,APC）的识别。第三,DCs不仅迅速被招募到肿瘤中,在短时间内有效地成熟,还可通过包含多种抗原信息的SWNHs纳米系统持续地迁移肿瘤引流淋巴结,来不断刺激其成熟状态的维持,从而诱导更多的CTL被招募到远端未经过处理的肿瘤内。最后,综上结果引起的强有力、并可持续的免疫效应抑制了远处转移灶的生长。总之,在体内表现出高度生物相容性的SWNHs,能同时高效靶向乳腺癌原发瘤及肺部转移灶,在增强的局部光复合原发瘤治疗基础上诱导系统性免疫应答,通过持续刺激免疫调节的多个环节,成功抑制自发肺部转移灶的形成及癌细胞的再次入侵。在无需额外免疫佐剂的添加下,纳米材料引入的增强光复合治疗联合其诱发的免疫反应,为三阴性乳腺癌的临床治疗提供了一种简便而有潜力的治疗新方式。