综述：聚羧基甜菜碱在先进药物递送系统中的研究：从结构-功能关系到治疗应用

这篇综述系统阐述了聚羧基甜菜碱（PCB）作为新一代药物载体材料的优势与挑战，重点分析了其超亲水性、抗污性（antifouling）和低免疫原性三大特性，对比了与传统材料聚乙二醇（PEG）的性能差异，并探讨了在胶束（micelles）、水凝胶（hydrogels）、脂质体（liposomes）等递送系统中的应用潜力，为克服PEG免疫原性等问题提供了创新解决方案。

　　

聚羧基甜菜碱的化学结构与功能特性

作为两性离子聚合物的代表，聚羧基甜菜碱（PCB）通过重复单元中的季铵阳离子和羧酸阴离子实现电荷平衡。其结构模拟天然甘氨酸甜菜碱，典型代表包括聚羧基甜菜碱甲基丙烯酸酯（PCBMA）和聚羧基甜菜碱丙烯酰胺（PCBAA）。分子动力学模拟显示，PCB表面形成的结构化水合层具有长达3200 cm^-1的强氢键特征，这种离子-偶极相互作用产生的初级水合层与次级氢键网络共同构成独特的“水合屏障”。

突破性合成策略与结构调控

PCB合成主要采用两性离子单体直接聚合或前体聚合物后修饰两种路径。原子转移自由基聚合（ATRP）和可逆加成-断裂链转移（RAFT）等现代技术显著提升了合成效率。值得注意的是，电荷基团间距对性能具有决定性影响——含1-2个碳间隔的PCBMA表现出最长的血浆循环时间，而酯化羧基可构建pH响应型智能材料。

药物递送系统的革新应用

在胶束领域，超低临界胶束浓度（CMC<10^-6 mM）的PCB-脂质杂化胶束实现了肿瘤模型的完全缓解。对于水凝胶，三唑-两性离子（TR-ZW）网络通过π-π堆叠将机械强度提升至71.3 kPa，同时保持<5 ng/cm²的蛋白吸附量。脂质体修饰方面，DSPE-PCB相比传统PEG化系统将siRNA封装效率提高至92%，并利用pH响应特性增强内体逃逸能力。

蛋白质药物修饰的三大突破

1. 活性保持：PCB修饰的干扰素α-2a保持4.4倍于PEG化产物的抗增殖活性，胰岛素类似物则提升24%降糖效能；
2. 长效循环：GLP-1单次皮下注射可维持6天活性，生物清除半衰期延长至1周；
3. 免疫规避：纳米笼（PCB NCs）技术使尿酸酶多次注射仍不产生抗药物抗体，而PEG化制剂会引发加速血液清除（ABC）效应。

临床转化面临的挑战

合成复杂性（需严格除氧环境）、机械强度不足（水凝胶厚度<100 nm）以及长期生物降解性缺失构成主要瓶颈。特别在核酸药物领域，PCB的非代谢累积可能干扰基因调控，这要求建立更完善的安全性评价体系。未来，通过整合刺激响应元件与靶向配体，PCB有望在血脑屏障穿透、黏膜给药等场景开辟全新治疗范式。