综述:超声辅助纳米药物递送|西安交通大学吴道澄教授团队J. Nanobiotech：超声辅助纳米药物递送治疗脑部肿瘤的现状和发展

原创 ns 今日论文 2022-07-07 17:22 发表于北京

收录于合集

#超声波2个

#血脑屏障7个

#纳米药物6个

#脑肿瘤2个

 

 

    目前，脑肿瘤的治疗非常具有挑战性，治疗的关键是确保治疗药物可以有效的通过血脑屏障(BBB)。尽管药物通过BBB的运输效率可以通过纳米药物的设计和改造来改善，但由于大脑环境复杂，纳米药物对脑肿瘤的治疗效果仍然不够。为了进一步提高药物入脑的效率，我们注意到超声结合微泡的空化效应可以帮助打开BBB，大幅度增强纳米药物的脑传递效率。这种超声辅助下大脑递送（UABD）的技术结合相关纳米药物在可以安全有效地打开血脑屏障，同时方便纳米药物进入脑部，增强对脑肿瘤的治疗效果（如图1）。本文介绍了UABD纳米药物的研究现状，探讨了其在脑肿瘤治疗中的特性和应用，讨论了UABD纳米药物在脑肿瘤治疗中的优势和不足，并展望了其发展前景。

图1 全文的概况

内容介绍：

    脑部肿瘤是造成生命健康损失最多的疾病之一，其关键原因是手术切除困难、药物疗效低、肿瘤复发率高，治疗效果有限。而治疗仍以药物治疗为主，但无论是小分子还是大分子药物都很难进入脑组织中，因为在脑部存在致密性较高且渗透性较差的血脑屏障(BBB)。近些年来，随着纳米技术的发展，人们开发出纳米递药系统来治疗脑部肿瘤，但研究者们发现该系统虽然能够使部分药物通过BBB进入脑部病灶处，但是纳米药物通过BBB的总体效率仍然很低。2003年Vykhodtseva发现了超声波联合微泡（USCM）可以更安全有效打开BBB，开创了利用超声技术穿颅治疗的新领域，在USCM作用下可以无创、可逆地开放辐照区的BBB。这种利用超声实现纳米药物递送至脑部的方式称之为超声辅助纳米药物脑部递送（Ultrasound-assisted nanomedicine brain delivery，UANBD）。UANBD治疗脑部疾病可以弥补传统的纳米药物递送系统的局限，在脑部纳米药物递送中拥有许多的优势：1.可以打开BBB，提高药物的递送效率；2.创伤较小，安全性高；3.药物可控制释放。在结合课题组的前期研究基础和思考之上，本文总结了UABD纳米药物相关研究进展；讨论了脑部特殊纳米载体的性质；论述了超声辅助纳米药物递送系统在脑部肿瘤方面的应用；探讨了UABD纳米药物在脑肿瘤治疗中的优势和不足；提出了在这一领域仍需要进一步解决的问题以及未来可能的研究方向，鼓励不同领域的科研工作者携手探索，为脑部肿瘤的治疗提供强有力的工具（主要内容如图2）。

图2 本文的主要内容包括UABD纳米药物的介绍及其应用、挑战和前景

挑战和展望：

1、UABD纳米药物缺乏理论支持。现有的UABD纳米药物只是建立在其他纳米药物领域设计经验的基础上，更适合和独特的UABD纳米药物是脑肿瘤治疗的迫切需求。此外，目前尚未对UABD纳米药物及其作用机制进行全面综述。因此，应该开发合适的UABD纳米药物，补充现有的理论。

2、微泡/纳泡/氟碳纳米液滴（MBs/NBs/PFCNDs)有明显的局限性。多项研究揭示，MBs/NBs或PFCNDs的辅助是超声安全打开血脑屏障的必要条件。而这些材料都存在相关的局限性需要进一步研究和探索。

3、打开BBB并没有专用的超声设备。医用超声设备已广泛应用于疾病的诊断和治疗，但是对于打开BBB的超声设备还没有相关的研究。

4、脑部肿瘤的治疗效果不理想。胶质瘤是最常见的脑肿瘤之一，从本文的描述我们可以看到，超声触发的MBs联合纳米药物治疗胶质瘤的研究已经非常广泛，其治疗效果非常明显。但目前UABD技术治疗脑肿瘤研究仍处于初级阶段。胶质母细胞瘤复发率高、预后差，研究者应对胶质瘤各阶段的治疗进行更深入、全面的研究。

5、临床研究处于初级阶段。临床实验证明聚焦超声（FUS)联合全身灌注MBs对胶质母细胞瘤(胶质母细胞瘤)暂时开放血脑屏障是可行的。但目前还没有UABD纳米药物应用于脑肿瘤治疗的临床研究。一方面可能是UABD技术在大脑复杂环境中的应用还不够成熟;另一方面更适合大脑纳米药物的性质和类型需要进一步研究。未来相信UABD技术将成为脑肿瘤治疗的临床趋势，纳米药物也将取代游离药物以进一步提高脑肿瘤治疗效果。

    该研究成果目前以 “Ultrasound-assisted brain delivery of nanomedicines: advance and prospect”为题在国际著名学术期刊“Journal of Nanobiotechnology (2022) 20:287”上发表。西安交通大学博士生张烁为论文第一作者，西安交通大学生命科学与技术学院吴道澄教授和西安交通大学第一附属医院麻醉科高巍副教授为共同通讯作者。