血腦屏障（BBB）作為保護大腦的關(guān)鍵防線，卻如同“天塹”般阻礙了超過98%的治療藥物（包括生物大分子、抗體及納米藥物）進入中樞神經(jīng)系統(tǒng)（CNS），使得阿爾茨海默病、帕金森病、腦膠質(zhì)瘤、腦卒中等重大腦部疾病的治療面臨巨大挑戰(zhàn)。如何安全、高效、可控地突破BBB，實現(xiàn)藥物精準遞送，是全球腦科學與腦疾病研究領域的核心難題之一。
近日，中國科學院深圳先進技術(shù)研究院醫(yī)學成像科學與技術(shù)系統(tǒng)全國重點實驗室、醫(yī)工所先進探測材料與醫(yī)學成像器件研究中心盛宗海研究員團隊對細胞膜工程仿生納米技術(shù)在跨血腦屏障藥物遞送治療CNS疾病的最新進展進行了系統(tǒng)性綜述。相關(guān)研究成果以"Recent advances of engineering cell membranes for nanomedicine delivery across the blood-brain barrier"為題，發(fā)表在國際知名期刊Journal of Nanobiotechnology上。
本綜述系統(tǒng)梳理并重點評述了近年來迅速發(fā)展的細胞膜工程化納米顆粒（Cell membrane-engineered nanoparticles,CNPs） 技術(shù)。該技術(shù)的核心在于利用天然細胞膜（如紅細胞、血小板、腫瘤細胞、白細胞等）包裹人工合成的納米顆粒內(nèi)核，創(chuàng)造性地賦予納米載體“生物身份”。
“天然通行證”與“智能鑰匙”結(jié)合
源自不同細胞的膜結(jié)構(gòu)天然攜帶特定功能蛋白（如紅細胞膜的CD47賦予免疫逃逸能力，白細胞膜上的整合素介導炎癥靶向），使CNPs能更有效地規(guī)避免疫清除，并利用細胞自身的生物識別機制穿越BBB。研究團隊特別強調(diào)，通過進一步工程化修飾（如搭載靶向肽“CDX”、RGD、Angiopep-2等），可顯著提升CNPs的BBB穿透效率和病灶靶向精度。
“按需取材”，各顯神通
綜述詳細對比了不同細胞源CNPs的特性：紅細胞膜CNPs(RBCNPs)的長循環(huán)優(yōu)勢顯著，但靶向性不足，需依賴配體修飾提升腦部遞送效率，在膠質(zhì)瘤和阿爾茨海默病模型中效果突出。血小板膜CNPs (PCNPs)天然靶向血管損傷和炎癥部位，在缺血性腦卒中治療和術(shù)后殘余膠質(zhì)瘤抑制方面展現(xiàn)出獨特潛力。腫瘤細胞膜CNPs (CCNPs)具備同源靶向能力，可有效歸巢至腦腫瘤，并已成功應用于影像引導的光熱治療和手術(shù)切除。白細胞膜CNPs，包括 巨噬細胞、中性粒細胞、自然殺傷細胞等膜賦予納米顆粒強大的炎癥趨化能力和免疫調(diào)節(jié)功能，在膠質(zhì)瘤和神經(jīng)炎癥性疾病治療中前景廣闊。而雜化膜CNPs通過融合不同細胞膜優(yōu)勢（如紅細胞膜延長循環(huán)+腫瘤細胞膜增強靶向），克服了單一膜在藥物遞送中的局限性。
臨床轉(zhuǎn)化：機遇與挑戰(zhàn)并存
盡管CNPs在臨床前研究中展現(xiàn)出令人振奮的成果，作者指出，其邁向臨床應用仍面臨多重挑戰(zhàn)：
規(guī)?；a(chǎn)與質(zhì)控： 當前CNPs制備（如物理擠壓、超聲、微流控）多處于實驗室規(guī)模，難以滿足GMP要求。大規(guī)模生產(chǎn)中的批次間一致性、膜蛋白活性維持及長期儲存穩(wěn)定性是瓶頸。
膜源選擇與免疫相容性： 動物源或細胞系來源的膜存在免疫原性風險；自體人源細胞（如患者血液或腫瘤細胞）是理想選擇，但獲取困難、成本高昂且涉及倫理。基因工程改造細胞（如敲除免疫原性表位、引入人源CD47）是頗具前景的解決方案。
個性化治療與監(jiān)管： 基于患者自身細胞的“個性化CNPs”極具吸引力，但其長期安全性、藥代動力學評估體系尚不完善。CNPs兼具生物材料和納米藥物的雙重屬性，現(xiàn)有監(jiān)管框架需針對性調(diào)整。
人工智能：加速CNPs研發(fā)的“催化劑”
展望未來，論文特別強調(diào)了人工智能（AI） 在推動CNPs臨床轉(zhuǎn)化中的革命性作用。AI模型（如Augur）可高效預測具有BBB穿透能力的多肽，指導CNPs表面配體的理性設計，加速高性能載體開發(fā)。同時，基于納米定量構(gòu)效關(guān)系（nano-QSAR）等AI模型，可提前評估CNPs的生物相容性，并進行毒性預測，實現(xiàn)“安全設計”。另外，AI驅(qū)動的先進成像與數(shù)據(jù)分析技術(shù)（如SCP-Nano），能在單細胞分辨率上精準描繪CNPs在體內(nèi)的分布、代謝及作用機制，為優(yōu)化遞送策略提供關(guān)鍵依據(jù)。
中國科學院深圳先進技術(shù)研究院盛宗海研究員為通訊作者，中國科學院深圳先進技術(shù)研究院博士后原盛楠為第一作者，南京大學王毅慶教授和Christopher J. Butch教授給予了大力支持。該工作得到了國家自然科學基金、國家重點研發(fā)計劃、廣東省基礎與應用基礎研究基金、深圳市醫(yī)學研究基金等多個項目的資助。
圖1：文章在線截圖
圖2：CNP的取材及制備流程
圖3：紅細胞膜CNPs跨血腦屏障遞送藥物機制示意圖
圖4：人工智能（AI）輔助解決CNP臨床轉(zhuǎn)化挑戰(zhàn)
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