癌症免疫疗法通过诱导系统特异性免疫响应进行肿瘤治疗。免疫治疗通过协调人体的免疫系统靶向和根除癌细胞。与传统治疗方式相比,免疫治疗能够减少转移和复发,是最有希望的癌症治疗策略。但是,由诸多肿瘤免疫逃逸机制所导致的低响应率和低疗效以及治疗导致的免疫相关副作用等问题极大地限制了免疫治疗的发展。如何实现高效的肿瘤免疫逃逸阻断并进行时空可控激活的免疫治疗是目前科研人员研究的重点问题。X射线因其组织穿透能力强,辐照参数可控等优势,被广泛用于生物医学影像和肿瘤放射治疗。随着纳米技术的发展,许多X射线吸收纳米材料被开发并用于增强临床造影和放射治疗效果。X射线吸收剂能够吸收更多的X射线,从而增强电离辐射能量在肿瘤区域的沉积,降低辐射剂量。此外,基于纳米材料独特的性质（尺寸效应、高表面积、易修饰和稳定性）,可增强其在特定组织或细胞中的积累,提高特异性。并且,纳米X射线吸收剂还可被设计成特异性响应的纳米药物载体,实现可控和局部药物释放。因此,基于纳米X射线吸收剂实现高效可控的肿瘤免疫逃逸阻断具有较大的发展前景,但目前尚未引起足够的研究兴趣。本论文基于二氧化钛、金纳米颗粒、金纳米配合物等性能优异的纳米材料,设计合成了功能性X射线吸收剂,用于靶向调控/阻断肿瘤细胞免疫逃逸,从而实现高效放射-免疫治疗:1.发展了功能性中空介孔二氧化钛纳米颗粒,用于负载IDO酶抑制剂（IDOi）,实现IDOi的肿瘤组织靶向递送和特异性释放,缓解免疫抑制微环境。在X射线照射下,二氧化钛通过增强辐射沉积并产生丰富的活性氧（ROS）杀伤肿瘤细胞。修饰在二氧化钛表面的马来酰亚胺基团（Mal）在酸性肿瘤微环境中暴露并且捕获肿瘤细胞死亡时释放的肿瘤特异性抗原,形成原位肿瘤疫苗,该肿瘤疫苗对树突细胞具有高的呈递效率。这种原位形成的肿瘤纳米疫苗可以克服肿瘤的异质性,引发更强的免疫反应。因此,该纳米增敏剂对原发肿瘤和未照射的远端瘤以及肺转移瘤均具有较好的治疗效果。所制备的增敏剂可为临床放疗提供新的见解,促进未来个性化精准医疗的发展。2.利用多价球形适配体修饰的金纳米颗粒对M0型巨噬细胞进行表面功能化修饰,所获得的功能性巨噬细胞具有低免疫原性,增强的体内循环能力和高的肿瘤靶向性。到达肿瘤组织后,工程化的巨噬细胞可通过多价绑定作用结合癌细胞。在进一步低剂量X射线照射下,由金纳米核所产生的ROS可以通过激活巨噬细胞NK-κB通路,诱导生物相容性的M0型巨噬细胞向具有抗肿瘤的M1型巨噬细胞转变,从而原位激活抗肿瘤免疫反应。一系列体外、体内实验表明,工程化修饰的巨噬细胞具有良好的癌细胞靶向性和X射线诱导的表型极化能力,可在X射线辐照下极化为M1型,分泌杀伤因子,杀伤肿瘤细胞。3.设计合成了一种Au基纳米调节剂对肿瘤组织内的肿瘤-免疫细胞间细胞通讯进行调控以原位激活抗肿瘤免疫反应。该纳米调节剂可通过表面修饰的肿瘤靶向适配体和M2巨噬细胞靶向肽分别结合肿瘤组织处的癌细胞和M2型巨噬细胞,从而在肿瘤和巨噬细胞间建立新的细胞间通讯。在低剂量X射线辐照下,Au基纳米调节剂产生的ROS原位诱导促肿瘤M2型巨噬细胞转化为抗肿瘤M1表型,重新极化的巨噬细胞通过吞噬作用及高效分泌杀伤因子抑制原位肿瘤的生长,并进一步通过免疫效应抑制了肺转移瘤的形成。4.肿瘤相关的成纤维细胞可以帮助肿瘤细胞构建防御性“城墙”,将大量的T细胞阻挡在肿瘤间质,降低了免疫检查点药物的疗效。我们利用金离子与生物分子腺嘌呤之间的特殊相互作用,构建了一种新型的纳米生物配位聚合物,并进一步包被肿瘤相关成纤维细胞的细胞膜,实现对肿瘤相关成纤维细胞的特异性靶向。在X射线照射下,该纳米聚合物能够有效沉积X射线,促进成纤维细胞的杀伤,且该纳米聚合物中活性金离子对硫和硒具有高亲和力,很容易与酶的半胱氨酸或硒代半胱氨酸残基相互作用,抑制酶的活性,协同杀伤肿瘤相关成纤维细胞,从而打破肿瘤的“城墙”,提高杀伤性T细胞和肿瘤细胞“短兵相接”的机会。进一步联合免疫阻断抑制剂PD-L1的使用,提高放疗-免疫治疗的疗效,降低辐射剂量,减少对正常组织的损伤。