综述:阿尔茨海默病中跨越血脑屏障的药物递送策略:聚焦超声、受体介导转胞吞作用和纳米载体系统的全面评述

【字体: 时间:2025年06月06日 来源:The Journal of Prevention of Alzheimer's Disease 8.5

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  (编辑推荐)本综述系统探讨了增强阿尔茨海默病(AD)药物跨越血脑屏障(BBB)的三大策略:聚焦超声(FUS)联合微泡的局部精准递送、受体介导转胞吞作用(RMT)的靶向运输,以及纳米载体系统的多功能递送。文章剖析了各技术的临床转化潜力,并强调89 Zr-免疫PET在定量评估递送效率中的革新价值,为AD治疗突破提供关键见解。

  

引言:跨越BBB的挑战与机遇

阿尔茨海默病(AD)作为最常见的神经退行性疾病,其治疗面临血脑屏障(BBB)的天然阻碍。BBB仅允许分子量<400–500 Da的分子通过,而现代AD治疗药物如单克隆抗体(mAbs,约150 kDa)和反义寡核苷酸(ASOs,约7 kDa)的脑部渗透率不足1%。近期FDA批准的Lecanemab和Donanemab等抗淀粉样蛋白mAbs虽展现疗效,但存在淀粉样蛋白相关影像学异常(ARIA)等副作用,且需高剂量以补偿低BBB穿透率。因此,开发高效、安全的BBB穿透策略成为AD治疗的关键突破口。

1. BBB生理与病理复杂性

BBB由紧密连接的内皮细胞、周细胞和星形胶质细胞足突构成,通过转运蛋白(如ABC转运体)严格调控物质交换。AD患者中,BBB功能障碍可能与淀粉样病理、血管损伤及载脂蛋白E(ApoE)基因型相关,但其对药物递送的影响尚存争议:部分研究认为BBB渗漏促进药物进入,而另一些指出血管周围间隙的碎片沉积反而阻碍大分子运输。

2. 当前AD药物递送策略

2.1 聚焦超声(FUS)联合微泡

机制:低强度FUS激发微泡振荡,可逆性打开BBB紧密连接,增加跨细胞运输并抑制ABC转运体功能。
临床前证据:在AD小鼠模型中,FUS单用即可通过激活小胶质细胞减少13–23%的淀粉样斑块;联合抗淀粉样抗体时,脑部抗体浓度提升5–19倍,且认知功能改善。值得注意的是,高频FUS无需微泡即可改善认知,提示其独立于BBB开放的神经调节作用。
临床进展:MRgFUS(磁共振引导FUS)已在AD患者中证实安全性,靶向额叶、颞叶等区域(体积达30 cm3
),24–48小时内BBB闭合。早期试验显示局部淀粉样蛋白减少,但认知改善有限。联合Aducanumab的试验显示靶区淀粉样蛋白清除显著增强。

2.2 受体介导转胞吞作用(RMT)

机制:通过双特异性抗体(如抗TfR1或胰岛素受体IR)劫持内源性转运系统,促进大分子跨BBB。
优化关键:单价中亲和力抗TfR1结合可避免溶酶体降解,而高亲和力导致滞留。临床前数据显示,TfR1靶向抗体使脑部抗体浓度提升4–50倍,但不同AD模型淀粉样清除效果不一。
临床转化:罗氏的Trontinemab(抗TfR1-Gantenerumab)Ⅰ/Ⅱ期试验显示,CSF/血浆比提升8倍,淀粉样蛋白快速清除且ARIA率极低。然而,Denali的TfR1-TREM2抗体因血液学毒性暂停,提示靶点选择需权衡疗效与安全性。

2.3 纳米载体系统

类型与功能化:脂质体、聚合物纳米粒等通过表面修饰(如ApoE、甘露糖)靶向特定细胞。临床前研究表明,多糖80涂层纳米粒使卡巴拉汀脑浓度提升3.8倍,而载抗miR-17的脂质体可减轻神经炎症。
挑战:鼻递送虽可绕过BBB,但物种间鼻腔解剖差异限制转化。目前仅α-分泌酶调节剂的鼻用纳米制剂进入Ⅱ期临床,其他系统仍需解决载药量、毒性等问题。

3. 未来方向与量化技术

精准递送评估89
Zr-免疫PET可动态监测抗体脑分布,已在肿瘤领域验证,其应用于AD将量化FUS/RMT的递送效率。首项Trontinemab的89
Zr-PET试验(EudraCT 2023–509,900–14–00)正在进行。
个体化策略:需结合AD亚型(如血管病变程度)选择递送方式。FUS适合局灶病理,而RMT和纳米载体更适用于弥漫性病变,但需优化剂量以避免脱靶效应(如TfR1在红细胞前体的表达)。

(总结)突破BBB限制是AD治疗的核心挑战,而FUS、RMT和纳米载体分别以物理开放、生物劫持和载体包裹策略各展所长。未来需通过多模态影像和个体化设计,推动这些技术从实验室迈向临床,为AD患者提供更高效、安全的治疗选择。

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