脑胶质瘤作为最常见的中枢神经系统恶性肿瘤,因其高度侵袭性、血管化和异质性,治疗难度极大。其中,一道天然的“防火墙”——血脑屏障(Blood-Brain Barrier, BBB)的存在,使得绝大多数抗癌药物难以有效抵达肿瘤病灶,成为脑胶质瘤治疗的巨大挑战。即使药物侥幸进入,还要面对肿瘤组织高压、细胞膜屏障、溶酶体降解等多重阻碍,导致治疗效果大打折扣。
然而,一项来自北京理工大学彭绍军教授团队的突破性研究,为脑胶质瘤的精准治疗带来了新希望。该团队巧妙借鉴临床药物磺胺嘧啶(Sulfadiazine)的特性,成功合成了一种全新的两性离子单体,并构建出PCL-PSDMA胶束。这种设计极简的纳米药物,在无需额外修饰靶向或刺激响应基团的前提下,实现了对脑部肿瘤的五重生物屏障的有效突破,为紫杉醇(Paclitaxel)等抗癌药物的高效递送与精准治疗开辟了新途径。
创新突破:磺胺嘧啶启发的智能胶束设计
长期以来,纳米药物在肿瘤治疗领域的临床转化面临重重困难,核心症结在于如何让药物精准穿透体内多重生理屏障。传统的纳米药物往往通过叠加复杂的功能模块来应对这些挑战,但随之而来的是合成难度增加、批次稳定性下降等问题,严重阻碍了其临床应用。
北京理工大学研究团队独辟蹊径,从临床药物中汲取灵感。磺胺嘧啶(Sulfadiazine)作为一种已知能高效穿透血脑屏障的抗菌药,其独特的酸碱电离常数(pKa约6.5)成为设计的关键。基于此,团队设计并合成了一种新型两性离子单体SDMA,并与聚己内酯(PCL)结合,通过原子转移自由基聚合(ATRP)制备了PCL-PSDMA双嵌段聚合物。这种PCL-PSDMA胶束结构简洁,却展现出强大的智能响应功能。

PCL-PSDMA胶束的合成路线及其克服五大生物屏障用于增强抗胶质母细胞瘤药物递送的示意图
“五重屏障”的精准穿越之旅
PCL-PSDMA胶束的卓越之处在于其能够智能响应体内微环境变化,依次攻克五大生物屏障,将紫杉醇等药物精准送达脑胶质瘤细胞内部。
1. 血液循环:长效隐身,避免清除
纳米药物在血液循环中极易被网状内皮系统和免疫系统识别并清除。研究表明,PCL-PSDMA胶束在生理中性环境下呈电中性,表现出优异的长循环特性,有效避免了加速血液清除(ABC)效应,这对于需要长期重复给药的癌症治疗至关重要。

图2:克服血液循环屏障的能力
2. 血脑屏障:LAT1介导的“特快专递”
血脑屏障是药物进入大脑的主要障碍。PCL-PSDMA胶束巧妙地“继承”了磺胺嘧啶的“通行证”功能,能够与脑血管内皮细胞上高表达的L型氨基酸转运体1(LAT1)结合,通过LAT1介导的转运途径主动进入大脑,实现对脑胶质瘤的靶向递送。

图3:体内脑靶向的能力

图4:克服血脑屏障/血瘤屏障(BBB/BTB)的能力与机制
3. 肿瘤高压:微酸环境下的深度渗透
脑胶质瘤组织内部的高压环境会阻碍药物的渗透。PCL-PSDMA胶束在肿瘤微酸性环境(pH约6.8)中,其表面电荷会由中性转变为正电荷,与带负电的肿瘤细胞产生强静电相互作用,从而实现更深层次的肿瘤渗透,有效攻克肿瘤组织高压屏障。

图5:克服肿瘤组织高压(IFP)屏障的能力
4. 细胞膜与溶酶体:高效内化与成功逃逸
进入肿瘤组织后,PCL-PSDMA胶束凭借其正电荷特性,能被脑胶质瘤细胞高效摄取。进入细胞后,在溶酶体的酸性环境下,胶束进一步质子化,带更强的正电,通过破坏溶酶体膜实现高效逃逸,将紫杉醇等药物成功释放到细胞质中,避免被降解,确保药效最大化。

图6:克服细胞膜屏障和溶酶体屏障的能力
显著疗效:抑制肿瘤生长,延长生存期
实验结果令人鼓舞。装载了紫杉醇的PCL-PSDMA胶束能够最高效地将药物递送至大脑肿瘤部位,从而显著抑制脑胶质瘤的生长。患瘤小鼠的生存期显著延长,中位生存期达到52天,远优于其他对照组,肿瘤区域面积也最小。这充分证明了该智能递送系统在脑胶质瘤治疗中的巨大潜力。

图7:优异的抗胶质瘤效果
安全性保障与临床应用前景
除了卓越的疗效,PCL-PSDMA胶束还展现出良好的生物安全性。全面的评估结果显示,该两性离子磺胺嘧啶胶束对主要器官无明显损伤,血液相容性良好,各项生化指标均在正常范围内,为未来的临床转化奠定了坚实基础。

图8:全面的生物安全性评估
这项研究不仅首次将磺胺嘧啶引入两性离子聚合物体系,更以“极简结构”实现“极致功能”的设计理念,为攻克脑胶质瘤等脑部疾病的药物递送难题提供了全新的解决方案。对于寻求海外靶向药的患者,MedFind提供专业的代购服务,助力患者获取前沿治疗方案。如果您对这类创新疗法或现有靶向药有疑问,MedFind的AI问诊服务也能提供初步咨询。获取更多抗癌资讯、药物信息及诊疗指南,请访问MedFind官网,了解更多关于癌症治疗的最新进展和海外购药信息。
彭绍军教授表示:“我们希望这种‘以简驭繁’的设计思路,能推动更多高效、可控、易转化的纳米药物走向临床。”
