综述:纳米技术在白血病治疗中的应用:革新靶向药物递送与免疫调节

【字体: 时间:2025年05月18日 来源:Clinical and Experimental Medicine 3.2

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  该综述聚焦纳米技术在白血病治疗中的应用,探讨其通过纳米材料(如脂质体、聚合物纳米颗粒、无机纳米颗粒)实现靶向药物递送、免疫细胞激活及克服耐药性的机制,分析临床转化挑战如毒性和监管障碍,展望其改善患者预后的潜力。

  

白血病治疗现状与纳米技术的革新价值


白血病作为一类血液恶性肿瘤,以骨髓中异常白细胞失控增殖为特征,全球年新发病例占癌症总数的 3.2%,死亡率达 2.8%。传统化疗因缺乏选择性导致全身毒性,免疫疗法如嵌合抗原受体 T 细胞(CAR-T)疗法虽有突破,但面临耐药性、免疫逃逸及毒副作用等挑战。纳米技术凭借纳米材料(1-100 nm)的独特物理化学性质,如小尺寸、大表面积和多功能负载能力,为靶向递送药物与精准免疫调控提供了新路径。

纳米材料的分类与作用机制


脂质体:精准递送与免疫协同


脂质体是由磷脂双分子层构成的球形囊泡,可封装亲水 / 疏水药物(如阿霉素、siRNA)及免疫佐剂(如 CpG 寡核苷酸)。通过表面修饰配体(如抗 CD19 抗体),可靶向 B 细胞急性淋巴细胞白血病(B-ALL)表面抗原,减少对健康造血细胞的损伤。例如,聚乙二醇(PEG)化脂质体偶联抗 CD33 抗体,可显著增强急性髓系白血病(AML)细胞对药物的摄取,降低脱靶效应。此外,脂质体还可共递送 RNA-LPX(RNA - 脂质复合物),诱导树突状细胞(DCs)活化,增强 CD8? T 细胞对白血病相关抗原(如 WT1)的应答。

聚合物纳米颗粒:控释药物与微环境调控


聚乳酸 - 羟基乙酸共聚物(PLGA)等聚合物纳米颗粒具有可控释药特性,适合白血病动态微环境(如骨髓龛)的长期治疗。其表面修饰透明质酸可靶向白血病干细胞(LSCs)表面高表达的 CD44 受体,如 PLGA 纳米颗粒负载地西他滨,可重编程 AML 细胞表观遗传,增强后续免疫治疗敏感性。此外,通过释放抗炎细胞因子(如 IL-10),聚合物纳米颗粒可调节骨髓基质,削弱 LSCs 的免疫逃逸能力。

无机纳米材料:多功能诊疗一体化


金纳米颗粒(AuNPs)、氧化铁纳米颗粒(IONPs)等无机材料兼具光学、磁学特性。AuNPs 偶联适配体(如靶向 CD123 的适配体)可通过近红外光触发光热效应,选择性杀灭 AML 细胞;IONPs 则可同时用于药物递送与磁共振成像(MRI),在磁场引导下精准富集于 AML 骨髓病灶,提高阿霉素的局部浓度。然而,无机材料的潜在细胞毒性(如活性氧 ROS 生成)需通过表面包覆(如二氧化硅)加以控制。

核靶向纳米技术:突破耐药屏障


针对多药耐药(MDR)机制,核靶向纳米颗粒通过偶联核定位信号(NLS)肽,将拓扑替康等 DNA 损伤剂直接递送至白血病细胞核,规避 P - 糖蛋白介导的药物外排。2024 年一项临床前研究显示,NLS 修饰脂质体可使 MDR-AML 细胞内拓扑替康核蓄积量增加 3 倍,显著增强 DNA 双链断裂效应,为复发 / 难治性白血病提供新策略。

纳米材料的免疫调节机制


激活固有免疫与适应性免疫


纳米材料通过与模式识别受体(如 Toll 样受体 TLRs)相互作用,激活 DCs 成熟与抗原呈递。例如,二氧化硅纳米颗粒通过促进抗原从内体逃逸至胞质,增强 MHC-I 类分子交叉呈递,诱导 CD8? CTL 应答;金纳米颗粒偶联抗 CD28 抗体可模拟共刺激信号,协同抗原递呈细胞(APCs)激活 T 细胞,在 B-ALL 模型中使 CD8? T 细胞增殖率提升 40%。

细胞因子调控与微环境重塑


聚乳酸 - 羟基乙酸共聚物(PLGA)纳米颗粒可局部释放 IL-2 等细胞因子,在 AML 病灶内将 IFN-γ 水平提升 3 倍,增强自然杀伤细胞(NK)与 CTL 活性,同时避免全身给药引发的细胞因子风暴。氧化铁纳米颗粒(IONPs)通过激活补体系统,诱导 TNF-α 等促炎因子分泌,招募固有免疫细胞至白血病微环境,而碳纳米管(CNTs)则通过下调 IL-6、上调 IL-10,减轻移植后移植物抗宿主病(GVHD)。

免疫检查点调控


纳米载体可递送 PD-L1 siRNA 等分子,沉默白血病细胞免疫逃逸通路。例如,聚合物纳米颗粒递送 PD-L1 siRNA,可恢复 T 细胞对 AML 细胞的杀伤功能;光激活沉默 NK 细胞外泌体(LASNEO)结合光动力疗法,不仅诱导肿瘤细胞凋亡,还可将肿瘤相关巨噬细胞从 M2 型(促肿瘤)极化为 M1 型(抗肿瘤),增强免疫监视。

临床转化挑战与未来方向


尽管纳米技术展现出显著潜力,但其临床应用仍面临多重挑战:

  1. 生物分布与毒性:纳米材料在血液丰富的白血病微环境中分布不均,且可能被网状内皮系统清除,需通过仿生涂层(如白血病细胞膜伪装)提高靶向性;
  2. 规模化生产:标准化合成工艺与质量控制是实现临床级生产的关键;
  3. 跨物种差异:小鼠模型难以完全模拟人类白血病免疫微环境,需开发更贴近临床的转化模型;
  4. 联合治疗策略:纳米免疫疗法与化疗、放疗、基因编辑(如 CRISPR-Cas9)的协同应用,可能克服单一疗法局限性,例如 mRNA 疫苗联合抗 CTLA-4 抗体,在小鼠模型中显著抑制肿瘤生长。

结论


纳米技术为白血病治疗带来革命性突破,通过靶向递送、免疫调控及多模态治疗,有望解决传统疗法的毒性与耐药性难题。未来需进一步优化纳米材料设计,深化对其与免疫系统相互作用的理解,并推动临床转化研究,以尽早实现精准医疗目标,改善患者预后。

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