《Biomedicine & Pharmacotherapy》：Albumin surface and interface engineering of non-albumin nanoparticles in cancer nanomedicine: A critical review
工程化白蛋白界面可改变癌症纳米医学中非白蛋白纳米粒的生物学身份（biological identity）和性能，但其独立贡献常被多组分设计所掩盖。本关键性综述评估了在生物学暴露之前将白蛋白或白蛋白衍生构建体有意定位于非白蛋白纳米粒或药物纳米晶（drug nanocrystal）外界面处的研究。所涉及的架构包括吸附层、共价或交联涂层、白蛋白稳定的纳米晶界面，以及杂合或修饰构建体。在35项主要研究中，白蛋白主要用作稳定化、货物结合、释放调节、配体承载或具有生物活性的界面组分。匹配对照支持了所选的白蛋白相关变化，涉及胶体稳定性（colloidal stability）、细胞相互作用、肿瘤药物递送、巨噬细胞摄取和次级蛋白冠（secondary corona）组成。相比之下，成像、光热和辐射响应、药代动力学（pharmacokinetics）、生物分布（biodistribution）及抗肿瘤疗效通常取决于纳米粒核心、载荷、靶向配体、其他表面组分或外加能量，因此除非白蛋白被单独分离研究，这些结果总体上代表制剂层面的结局。次级蛋白冠研究表明，工程化白蛋白界面可能重塑蛋白冠组成而非抑制蛋白质吸附，但其生物学后果仍未完全阐明。白蛋白界面在循环过程中的持久性和构象可及性也缺乏明确定义，所提出的受体介导机制很少获得直接支持。蛋白冠蛋白质组学发现仍处于假说生成阶段，尚未建立经临床验证的癌症检测或诊断性能。未来转化需要匹配的无白蛋白和蛋白质替代对照、纳米粒核心与白蛋白界面的独立体内示踪、标准化的次级蛋白冠表征、药代动力学和安全性评价，以及使用临床相关人血清白蛋白（HSA）界面对有前景的牛血清白蛋白（BSA）系统进行验证。
1. 背景
癌症纳米药物的临床转化受到蛋白质冠形成这一基本生物学事件的制约。纳米粒暴露于血液或生物体液后，会迅速获得动态的蛋白质吸附层，该蛋白冠可覆盖纳米粒的合成表面身份并影响其生物学命运，涉及补体激活、巨噬细胞识别、生物分布、细胞摄取途径及治疗效果。综述首先界定了关键术语和结构边界，并概述了综述范围、研究筛选标准和证据框架。
1.1 术语、结构边界与体内蛋白冠形成
综述严格区分了蛋白质冠（protein corona）、预成型白蛋白冠（preformed albumin corona）、白蛋白包被纳米粒（albumin-coated nanoparticle）、固定化白蛋白表面层（fixed albumin surface layer）、修饰白蛋白界面（modified albumin interface）和白蛋白纳米粒（albumin nanoparticle）等概念。蛋白质冠是纳米粒接触生物体液后自发形成的动态吸附层，其组成受纳米粒尺寸、形状、电荷、疏水性、曲率和表面化学，以及蛋白质丰度与亲和力、暴露时间、流体组成、流体动力学条件、给药途径和疾病状态等因素影响。白蛋白包被纳米粒是指在生物学暴露前将白蛋白定位于既有非白蛋白纳米粒或药物纳米晶的表面。预成型白蛋白冠特指以非共价吸附为主的白蛋白富集层；共价固定或交联的白蛋白归为固定化白蛋白表面层；而生物矿化、纳米簇负载、配体功能化、变性、阳离子化或聚乙二醇（PEG）化等白蛋白构建体归为杂合或修饰界面。生物学暴露后，预成型、固定化或修饰的白蛋白界面可能获得额外的混合生物分子层，预结合的白蛋白可能持续存在、重组、被部分置换、与内源性蛋白交换或被后续吸附蛋白掩蔽。综述将"获得性蛋白冠"和"次级蛋白冠"定义为暴露后形成的层结构，强调工程化界面与后续获得性蛋白冠是顺序性且相互作用的纳米粒身份层次。
1.2 综述范围与证据框架
尽管白蛋白纳米粒和蛋白质冠现象已被广泛综述，但针对白蛋白被有意工程化于既有纳米粒表面及其界面特异性贡献的研究仍较少。本综述聚焦于人血清白蛋白（HSA）和牛血清白蛋白（BSA）作为工程化界面组分定位于非白蛋白纳米粒或药物纳米晶核心的研究。BSA在人类中具有异种源性，与HSA在序列、配体结合行为、构象响应和物种依赖性生物学相互作用方面存在差异，因此BSA工程化界面的发现不应直接外推至HSA临床制剂。综述通过PubMed、Scopus、Web of Science和Google Scholar等数据库检索2020年1月至2026年8月发表的候选研究，并辅以人工智能辅助工具进行语义文献发现和引文上下文核查。35项主要研究符合预设范围，即要求在生物学暴露前将HSA、BSA或其修饰构建体有意置于非白蛋白纳米粒或药物纳米晶的外界面。纳入研究分为五个主题领域：诊断成像、整合诊疗平台、生物学身份与隐形、癌症特异性控释策略，以及具有潜在诊断意义的次级蛋白冠蛋白质组学。综述采用一致性证据归属原则：仅当有适当的匹配比较（特别是无白蛋白制剂）支持时，才将效应归因于白蛋白界面；缺乏此类对照时，生物学、成像或治疗结局保守地归因于完整多组分制剂。
2. 诊断成像平台
2.1 磁共振与磁粒子成像
Baki等人开发了BSA包被单核氧化铁纳米粒作为MRI/MPI双模态造影剂。BSA沉积使水合直径从26.5 nm增至42 nm，并改善了盐稳定性，但r?值为600 L·mol?1·s?1，MPI三次谐波振幅低于未包被粒子。BSA主要贡献为界面稳定化，而成像性能主要取决于优化后的单核架构。该研究缺乏生物学评价，稳定性仅在NaCl溶液中评估，未进行血清、血浆或全血测试。
2.2 HSA固定化氧化铁纳米粒的长期CT追踪
Bychkova等人评估了自由基固定化HSA包被氧化铁纳米粒在大鼠PC-1肝细胞癌模型中的CT成像。肿瘤血管床直接动脉内给药后，CT可见血管对比持续14天，但该发现反映的是CT可检测物质的局部滞留，而非完整纳米粒或HSA界面的保留。由于缺乏未包被IONP对照，该观察应归因于完整制剂。
2.3 荧光癌细胞检测
Wu等人构建了BSA-金纳米簇（AuNC）预成型吸附层于硫酸盐修饰聚苯乙烯（PS）纳米粒表面，作为双色荧光探针用于乳腺癌细胞检测。BSA-AuNC界面降低了PS纳米粒在10%人血清中的聚集，但该实验未证明长期稳定性或次级蛋白冠形成后的靶向维持。
3. 诊疗平台
3.1 双MRI模式铁死亡与光热治疗
Zhang等人开发了Fe?O?@BSA-TA-Fe3?纳米探针。BSA作为单宁酸-铁配合物生物矿化模板，该生物矿化层选择性地吸附脱铁转铁蛋白，被推测可促进转铁蛋白受体介导的肿瘤靶向，但未通过受体阻断实验验证因果关系。完整制剂联合808 nm照射使5/5小鼠肿瘤消失，但因缺乏无白蛋白匹配对照，该结局应归因于完整制剂。
3.2 磁靶向化疗与MRI潜力
Petrov等人开发了HSA包被油酸功能化磁铁矿纳米粒用于DOX递送。HSA涂层增加了DOX载药量，但释放行为取决于完整界面组成。未进行MRI实验、动物成像或药代动力学研究，研究仅证明MRI相关弛豫潜力而非有效成像性能。
3.3 白蛋白介导的放射增敏
Suwannasing等人使用BSA包被CuO纳米粒实现胶质母细胞瘤放射增敏。BSA涂层显著减少裸CuO在PBS中的聚集。克隆形成分析显示联合照射后存活分数降至0.40，γ-H2AX阳性率从46.5%增至81.4%，证明完整BSA@CuO制剂的放射增敏作用，但未建立BSA独立增强放射增敏的结论，且缺乏匹配裸CuO组和体内验证。
3.4 MRI、药物递送与屏障模型评价
Caputo等人将BSA非共价包被锌铁氧体核心，TEM显示约1.6 nm蛋白质壳层。BSA的直接贡献为水分散性转化和药物/荧光团界面承载。在10%胎牛血清中粒径随时间增大，表明存在持续血清蛋白吸附而非完全抵抗。研究未进行动物成像或体内评价。
3.5 光动力与光声诊疗
Bychkova等人将叶酸（FA）偶联至HSA包被IONP界面并负载亚甲蓝（MB）。FA修饰粒子在叶酸受体高表达MDA-MB-231细胞中的摄取约为非FA粒子的两倍，光动力杀伤增强主要归因于叶酸。研究完全在体外进行。Carrese等人评价了DOX负载HSA修饰二氧化硅-黑色素-银平台，HSA涂层使肿瘤球相关荧光增加约3.9倍，但SPARC介导机制未经受体阻断验证。光声和光热功能主要源于黑色素-银核心。
3.6 放射-光热与化放疗平台
Ghosh等人直接在含HSA水相中合成ReOx核心，[1??Re]ReOx-HSA在鼠血清中48小时放射化学稳定性为91.4%，但该终点不直接证明HSA界面保留。瘤内注射后CT和SPECT/CT可视化肿瘤，但高肿瘤摄取反映局部给药而非系统靶向。Nosrati等人开发了BSA包被Fe?O?-Au异二聚体，MTX共价偶联至BSA，CUR通过疏水作用负载。完整制剂联合2 Gy照射产生肿瘤消退，但无匹配无白蛋白对照，白蛋白特异性靶向或增敏未被证明。
3.7 诊疗整合：证据强度与转化缺口
各平台的诊疗证据水平差异显著。Zhang等人提供了最完整的整合，结合了系统给药、体内T?/T?加权MRI和铁死亡相关光热治疗。Ghosh等人展示了CT和SPECT/CT可视化与放射-光热治疗的体内整合，但采用瘤内给药。Carrese等人在三维肿瘤球中直接结合了光声成像与化学-光热治疗，但无体内验证。其余研究仅展示部分诊疗组分。白蛋白主要发挥稳定化、货物结合、生物矿化或配体呈递功能，而成像信号和治疗活性主要由无机核心、放射性核素、负载药物或外加能量产生。
4. 生物学身份、次级蛋白冠与隐形
4.1 表观抵抗可检测次级蛋白冠形成
Traverso等人开发了交联部分变性HSA多层钝化的CdSe/ZnS量子点。hTf-QDs在50% FBS中暴露30分钟后平均水合直径未增加，但DLS不能排除薄层或组成选择性蛋白吸附。在37°C下hTf-QDs与HSA-QDs的摄取差为每细胞8.2个粒子，表明主动摄取主要由暴露的hTf驱动而非HSA靶向效应。
4.2 蛋白冠介导隐形的蛋白质组学解析
Bozzer等人对含共价固定HSA层的PLGA-PVA纳米粒进行了LC-MS/MS表征。在正常人血清中孵育1小时后，NP-HSA上鉴定出105种蛋白，未包被纳米粒为79种，主要效应为蛋白冠多样性和相对组成改变而非总吸附量减少。巨噬细胞内化从约35%降至约20%，但HSA涂层未显著改变淋巴细胞相互作用、凝血行为或经典补体途径残余活性，其免疫调节效应具有选择性。未鉴定出C5-C9末端补体成分，但不能等同于完全补体阻断。
4.3 预成型BSA界面的电场调控
Kumar等人使用直流电场调控金纳米粒上预成型BSA界面。电场处理使表观水合尺寸从32.9 nm增至148.2 nm（30 V），但DLS无法区分额外吸附与聚集。电场处理后的姜黄素结合常数未超过未处理值，研究支持电场依赖的表观尺寸和光谱结合变化，而非确定的 stealth 或多层结构。
4.4 修饰白蛋白界面的糖萼依赖性摄取
Olivieri等人将天然、阳离子化或阴离子化BSA包被于荧光二氧化硅纳米粒。GAG缺陷使天然BSA包被粒子的CHO细胞摄取降低1.7倍，阳离子化BSA粒子降低30倍。紫杉醇负载阳离子化和天然BSA粒子的IC??分别为51 pM和192 pM。研究支持电荷和GAG依赖性摄取，但机制未在血流或体内条件下测试。
4.5 隐形概念的再思考：电荷-功能解耦的机制假说
现有研究挑战了纳米粒隐形仅取决于最小化总蛋白吸附的简单模型。Wu等人报道cRGD-BSA预涂层具有+23.43 mV正zeta电位，同时降低总血清蛋白吸附并重塑离体获得性蛋白冠；Leung等人的RGD-链霉亲和素-dcBSA-PEG纳米金刚石也具有正zeta电位（+12.10 mV），但其正电荷出现于链霉亲和素-RGD组装之后。zeta电位在流体动力学剪切平面测量，不代表局部电荷域、表面异质性或配体可及性。白蛋白的吸附或变性可暴露隐蔽表位，被单核吞噬细胞清道夫受体识别。电荷-功能解耦假说仍需匹配制剂结合蛋白冠蛋白质组学、补体和巨噬细胞检测及哺乳动物药代动力学验证。
5. 癌症特异性控释策略
5.1 肺癌
Li等人将含DOX的胺功能化羟基磷灰石纳米粒（HAP/DOX）用BSA包被。BSA涂层将zeta电位从+27.2 mV反转为?25.1 mV，120小时累积释放约87%（pH 5.0）对28%（pH 7.4）。BSA/HAP/DOX在A549细胞中的DOX积累为HAP/DOX的1.78倍，过量游离BSA选择性降低该信号，支持BSA依赖性细胞相互作用。血液半衰期约6小时对比游离DOX的15分钟，但缺乏HAP/DOX药代动力学对照。Goel等人构建了CoFe?O?@BSA@Ag杂合体，BSA作为银沉积支架，H1299细胞IC??从CoFe?O?@BSA的58.8降至38.28 μg/mL，但高PDI和部分聚集限制胶体稳定性结论，且全部证据限于体外。
5.2 乳腺癌：靶向药物递送与多模式治疗
Tan等人将BSA吸附于软骨素硫酸酯-DOX纳米粒（CS-DOX-NPs）形成BC-DOX-NPs。BSA涂层改善了50% FBS中的稳定性，减少了早期DOX释放，肿瘤DOX积累增加2.7倍，肿瘤体积减少82.8%对比62.0%，中位生存期50天对比43天。CD44通过CS竞争实验检验，但gp60和SPARC未经受体阻断验证。Iqbal等人比较了BSA包被拉帕替尼PLGA纳米粒与匹配未包被载体，包被粒子的血浆半衰期为6.38小时，对比未包被粒子的2.23小时，支持涂层相关递送获益。Carrese等人使用重组HSA作为二氧化硅-黑色素-银杂合体的药物结合界面，约80%的DOX在pH 5.2下24小时释放，但无匹配无HSA对照。Mahmoud等人比较了BSA吸附金纳米棒和金纳米球，制剂在形状、尺寸、化学、电荷和BSA覆盖率方面均不同，无白蛋白游离对照，证明的是几何依赖性制剂行为。Zhang等人制备了BSA壳包被的铂纳米核心，进一步包被红细胞膜形成Pt@BSA-RM，比较分离的是外膜而非白蛋白的增量获益。Zhao等人用BSA替换CTAB-rich金纳米棒界面，BSA替换直接关联改善的细胞相容性，但残余CTAB未定量。Hashemi等人将BSA吸附于MnFe?O?纳米粒并负载槲皮素，pH 5.7下62%释放对比pH 7.4下41%，但缺乏无白蛋白对照。
5.3 肝细胞癌：蛋白冠保护的小干扰RNA
Yang等人用cRGD修饰BSA预包被氧化还原响应壳聚糖纳米粒（TsR）递送siVEGF。预包被使血清蛋白吸附从1.720降至0.901 mg/mg，增加细胞摄取和溶酶体逃逸，VEGF mRNA额外降低13%。但BSA-only和cRGD-only对照缺失，无法分离各自贡献。Wu等人使用cRGD-BSA预包被（BcR）的CsR/siVEGF纳米粒。BcR预包被使总血清蛋白吸附减少约67%，但未阻止次级蛋白冠形成。LC-MS/MS鉴定出693种蛋白于CsR和695种于CsR/BcR，其中528种共享；转铁蛋白富集6.80倍，白蛋白富集1.59倍，补体因子D降低约17.9倍。因粒子为离体孵育而非循环后回收，蛋白质组学结果不代表体内蛋白冠。
5.4 卵巢癌：白蛋白稳定药物纳米晶
Palazzolo等人评估了HSA稳定MAGL23纳米晶。HSA加入F127稳定纳米晶后使水溶性药物含量增加约1000倍。皮下OVCAR5异种移植瘤中每周腹腔注射20 mg/kg四次，肿瘤抑制率53%对比未制剂化MAGL23的21%。但无匹配无HSA纳米晶，白蛋白特异性贡献无法量化，gp60或SPARC介导靶向未经受体阻断验证。
5.5 胶质母细胞瘤：药物-基因共递送与脑肿瘤靶向
Afonso等人优化了非共价BSA包被WRAP5肽纳米复合物，共递送TMZ和p53质粒。与匹配无BSA复合物相比，包被使溶血从5.9%降至3.9%，在24和48小时增加U87细胞活力降低，但72小时效应消失。研究完全在体外，未评估屏障转运。Leung等人用dcBSA-PEG-链霉亲和素-RGD多组分界面包被纳米金刚石。RGD使U87摄取增加约4倍，内皮模型中相对渗透率从32.1%增至53.5%，但TEER仅为27.23 Ω·cm2，不能代表完整血脑屏障。Cy7标记的是蛋白质界面而非纳米金刚石核心。
5.6 结直肠癌：白蛋白稳定联合化疗
Li等人将5FU嵌入Mg?Al层状双氢氧化物（LDH）纳米粒，然后吸附白蛋白结合紫杉醇（Abraxane）和额外BSA。ABX和BSA同时加入，无法独立归因于BSA。LDH/5FU在PBS中聚集，而BLDH/5FU-ABX保持约165 nm。双药制剂在HCT-116细胞中活力降至约15%，联合指数0.48，异种移植瘤中产生最大肿瘤生长抑制，但无无白蛋白双药载体对照。
5.7 皮肤癌：银介导和光热治疗
Kim等人制备了BSA包被银纳米粒，B16F10细胞中IC??为65.8 μM（银），对比银离子的120 μM。690 nm照射后活力降至8.2%和4.2%。研究完全在体外。Amatya等人将Cu2?与BSA复合后NaBH?还原，纳米粒在B16F10细胞中120 μg Cu/mL时无照射活力67.8%，885 nm照射后降至7.9%。健康小鼠中16 mg Cu/kg以下无死亡，ICG标记变体的血浆半衰期为1.98小时。
5.8 胃癌：顺铂递送与光热治疗
Li等人用碳二亚胺化学将白蛋白固定于含顺铂和全氟己烷（PFH）的磁铁矿纳米粒。顺铂释放具有pH依赖性，但无无白蛋白释放对照，无法归因于白蛋白门控效应。AGS细胞中A-PFH/C-MNPs联合808 nm光热治疗产生49.5%早期和30.8%晚期凋亡，关键比较缺乏无PFH照射对照，PFH和PTT效应无法分离。
5.9 睾丸胚胎癌：叶酸修饰薯蓣皂苷递送
Ayatollahi等人将BSA吸附于ZnO纳米粒，包埋薯蓣皂苷（DG），戊二醛交联后EDC/NHS偶联FA。NTERA-2细胞中IC??为13.47 μg/mL，但缺乏匹配ZnO、ZnO-BSA和无BSA对照。
5.10 前列腺癌：白蛋白包被金属纳米粒
Zareian Baghdadabad等人比较了PVP稳定银纳米粒与BSA含制剂。包被使PC3细胞24小时IC??从48降至32 μM，LNCaP从110降至95 μM，但多数下游试验使用各自IC??的一半，造成银制剂浓度不等。Mahmoud等人的BSA金纳米结构在前列腺细胞中显示GNR-BSA比GNS-BSA更高细胞毒性和摄取，但比较的是BSA包被棒与BSA包被球而非各自无白蛋白对照。
6. 蛋白冠蛋白质组学：当前证据与未来诊断验证
工程化白蛋白界面可能作为标准化纳米浓缩器促进蛋白质组学辅助癌症研究，但现有证据基础中仅两项研究通过LC-MS/MS表征了次级蛋白冠组成，均未评价癌症患者队列、疾病区分、诊断敏感性或特异性。Bozzer等人比较了有无共价固定HSA的PLGA-PVA纳米粒，NP-HSA上鉴定出105种蛋白，未包被粒子上79种，31种共享；NP-HSA表现出白蛋白、ApoA1、ApoA2、ApoC3和聚类素相对丰度增加，未检测到末端补体途径蛋白。Wu等人比较了CsR与CsR/BcR，鉴定出693和695种蛋白，528种共享；转铁蛋白和白蛋白分别富集6.80和1.59倍，补体因子D降低至约1/17.9。两项研究支持表面设计依赖性蛋白冠重塑，但均未确定单个蛋白冠蛋白的因果生物学或诊断作用。临床转化需要标准化的样本采集、蛋白冠形成、纳米粒回收、洗涤、蛋白解吸、LC-MS/MS采集、数据库搜索、质量控制和报告流程。单颗粒ICP-MS、冷冻电镜、蛋白型分辨自上而下质谱、高通量磁纳米粒富集和纳米流式细胞术等新兴方法可扩展蛋白冠表征，但需严格的伪影控制和流程协调。综述区分三个证据水平：与工程化白蛋白界面相关的蛋白冠组成直接变化、可归因于完整制剂的生物学结局、以及从单个蛋白冠蛋白功能推断的机制解释。目前没有研究完成体内纳米浓缩器工作流程，该途径仍为概念性框架。
7. 关键评价与未来展望
白蛋白特异性归因的强度在综述系统间差异显著。共价或交联层可能持续存在但被次级蛋白冠构象掩蔽，固定化并不确立白蛋白在体内仍为暴露界面。没有研究从荷瘤哺乳动物模型循环中回收制剂并直接定量工程化白蛋白层的保留、构象、取向或交换。BSA和HSA约76%氨基酸序列相似，差异可能改变载药、释放、蛋白冠形成和免疫相互作用。跨物种实验中鼠FcRn与HSA结合亲和力约90 μM，人FcRn与鼠白蛋白结合约0.8 μM，存在约100倍差异，因此BSA制剂在小鼠中的循环行为不能确立类似HSA制剂在人类中的FcRn介导再循环。FcRn再循环、gp60转胞吞、SPARC结合和转铁蛋白受体靶向仍是合理的但大多为推断性机制，需受体阻断、遗传扰动、配体耗竭和匹配对照验证。免疫治疗整合仍为未经证实的未来方向，即使光热多组分制剂报告了完全肿瘤消失，未经免疫细胞分析、再攻击、耗竭或检查点联合实验不能解释为免疫原性细胞死亡证据。
8. 结论
工程化白蛋白界面已成为非白蛋白纳米粒和药物纳米晶的功能组分，其贡献是架构和制剂依赖性的而非普遍性的。最强证据支持涂层相关的胶体行为、表面电荷、载荷结合与释放、细胞相互作用、巨噬细胞摄取和次级蛋白冠组成变化。药代动力学、生物分布、成像和治疗结局通常仍为完整制剂的性质，这些异质性系统不应使用名义白蛋白特异性效应量进行排名。白蛋白并非简单阻止蛋白质吸附，而是可能改变获得性蛋白冠的多样性和相对组成。DLS稳定性不证明无次级吸附，蛋白质组学关联不经功能验证不识别因果隐形蛋白。翻译需要直接证据证明工程化白蛋白界面在生物学暴露后持续存在、保持构象可及性并发挥因果作用，应独立示踪纳米粒核心和白蛋白层，在多个时间点回收循环粒子，量化白蛋白保留和交换，并使用匹配无白蛋白、无配体、电荷对照和替代蛋白对照，结合标准化蛋白冠蛋白质组学、补体和免疫细胞检测、药代动力学、器官水平生物分布、重复给药安全性及临床相关肿瘤模型。因BSA在人类中具有异种源性，有前景的BSA系统应使用药级或重组HSA重新制剂和验证。
