综述:纳米医学在癌症和神经退行性疾病治疗中的突破性进展

【字体: 时间:2025年08月05日 来源:Next Nanotechnology CS1.0

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  这篇综述系统阐述了纳米医学(Nanomedicine)在肿瘤化疗(Chemotherapy)、基因治疗(Gene Therapy)和免疫治疗(Immunotherapy)中的创新应用,重点探讨了纳米递送系统(NDSs)如何通过增强渗透滞留效应(EPR)和血脑屏障(BBB)穿透能力,解决传统疗法在癌症(如乳腺癌、胶质母细胞瘤)和神经退行性疾病(如阿尔茨海默病、帕金森病)中的药物靶向难题。文章详述了DNA/蛋白纳米颗粒、脂质体(Liposomes)及刺激响应型纳米材料的设计策略,并展望了"集成纳米肿瘤学"(Integrated Nano-Oncology)的未来发展方向。

  

纳米医学在癌症治疗中的革命性应用

材料基础:生物纳米平台的突破

纳米颗粒递送系统(NDSs)通过精确控制尺寸(10-200 nm)和表面特性,显著改善药物动力学。其中DNA纳米颗粒展现出独特的优势——利用DNA折纸技术构建的三角形纳米结构可实现90%以上的阿霉素(DOX)装载量,而Sgc8适体修饰的DNA纳米花能特异性识别蛋白酪氨酸激酶7(PTK7),使肿瘤靶向效率提升3倍。蛋白质纳米载体同样表现亮眼:白蛋白结合型紫杉醇(Abraxane?)通过gp60受体介导的转运,使总体缓解率较传统紫杉醇提高23%,且显著降低神经毒性。

应用方向:多模式协同治疗

在化疗领域,pH响应型牛血清白蛋白-阿霉素纳米颗粒(BSA-DOX NPs)在酸性肿瘤微环境中释放率可达70%,对MCF-7细胞的半数抑制浓度(IC50)比游离DOX降低2.3倍。基因治疗方面,聚合物-脂质杂化纳米颗粒递送的PTEN mRNA成功逆转HER2阳性乳腺癌的曲妥珠单抗耐药性。免疫治疗创新更令人振奋:DNA折纸"纳米三明治"(DSWAC/siPD-L1)同时装载CpG寡核苷酸和siPD-L1,实现91%的原发肿瘤抑制率和93%的肺转移预防率。

攻克神经退行性疾病的纳米策略

跨越血脑屏障的智慧设计

纳米载体通过尺寸优化(<100 nm)和表面修饰突破BBB限制。多巴胺-PEG化免疫脂质体(DA-PILs)通过转铁蛋白受体介导的内吞作用,使脑部药物浓度较游离多巴胺提高8倍。金纳米颗粒(AuNPs)在帕金森病模型中展现出双重功能:20 nm AuNPs通过调节氧化应激参数改善运动功能,而载有α-synuclein siRNA的阳离子AuNPs使酪氨酸羟化酶(TH)表达量恢复近正常水平。

疾病特异性干预机制

针对阿尔茨海默病,聚酰胺-胺树枝状聚合物(PAMAM)通过静电作用有效解聚Aβ1-42寡聚体;而石墨烯量子点(GQDs)通过疏水相互作用破坏tau蛋白纤维。在帕金森病治疗中,自组装金-钯凹立方体(AuPd)负载槲皮素后,通过激活自噬流清除α-synuclein包涵体。肌萎缩侧索硬化症(ALS)的临床突破来自金纳米晶体CNM-Au8?,其III期试验显示可使疾病进展风险降低55%。

材料创新与临床转化挑战

当前最前沿的纳米平台包括:

  1. 外泌体(Exosomes):天然携带血脑屏障穿透肽,可递送脑源性神经营养因子(BDNF)mRNA

  2. 铈氧化物纳米颗粒(CeO2 NPs):模拟超氧化物歧化酶(SOD)活性,在亨廷顿病模型中纠正谷氨酸受体异常

  3. 二氧化硅纳米孔材料:实现小分子药物(如利鲁唑)的零级释放动力学

尽管存在规模化生产稳定性和长期生物相容性等挑战,纳米医学在个体化医疗(如mRNA-4157个体化新抗原疫苗)和诊疗一体化(如RVG29肽修饰的PLA-PEG-Gd纳米粒实现阿尔茨海默病MRI示踪)领域的突破,正推动肿瘤与神经退行性疾病的治疗范式变革。

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