在兒童眼內(nèi)惡性腫瘤的名單上, 視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤(RB) 是一個(gè)令人揪心的名字。它起源于視網(wǎng)膜,是嬰幼兒最常見(jiàn)的眼內(nèi)癌癥。
對(duì)于這些幼小的生命,通往光明的路,曾一度只剩下兩條:要么承受眼內(nèi)注射、放療、化療帶來(lái)的視力損傷與全身毒性;要么接受眼球摘除術(shù),陷入永久的黑暗。
這一切的根源,在于眼睛后段被血-視網(wǎng)膜屏障、角膜上皮等復(fù)雜結(jié)構(gòu)嚴(yán)密保護(hù),常規(guī)滴眼液中的藥物分子根本無(wú)法抵達(dá)病灶。如何實(shí)現(xiàn)無(wú)創(chuàng)、高效、精準(zhǔn)的眼底給藥,是全球眼科和腫瘤治療領(lǐng)域懸而未決的難題。
直到2026年3月,來(lái)自中國(guó)沈陽(yáng)藥科大學(xué)張宇教授團(tuán)隊(duì)的一項(xiàng)突破性研究,登上了《科學(xué)》子刊 Science Advances 的封面,并被 Nature 新聞?lì)^條報(bào)道。
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他們從一種意想不到的天然材料——豬精液中找到了鑰匙,開(kāi)發(fā)出一種能穿透重重屏障、精準(zhǔn)殺傷眼內(nèi)腫瘤的“智能眼藥水”。
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在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中,這款眼藥水實(shí)現(xiàn)了97.65%的腫瘤抑制率,并成功保住了視力。而為這場(chǎng)“穿透”革命提供靈感的,竟是生命最本源的奧秘。
當(dāng)“送藥”成為最大難題
視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤的治療,是一場(chǎng)與時(shí)間和視力的賽跑。腫瘤位于眼球后部,傳統(tǒng)全身化療副作用巨大,而局部治療則需反復(fù)進(jìn)行痛苦的眼內(nèi)注射,仍有損傷視網(wǎng)膜、導(dǎo)致白內(nèi)障或青光眼的風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)于晚期患兒,摘除眼球往往是無(wú)奈且唯一的選擇。
外泌體,這種由細(xì)胞分泌的納米級(jí)囊泡,因其優(yōu)異的生物相容性和穿越生物屏障的潛力,被視為理想的藥物“快遞小車”。然而,此前的研究多集中于注射給藥,其無(wú)創(chuàng)滴眼給藥的潛力幾乎未被探索。
研究團(tuán)隊(duì)將目光投向了 精液來(lái)源的外泌體(SEV) 。在自然界中,SEV的“本職工作”是協(xié)助精子穿越女性生殖道中復(fù)雜的黏液和上皮屏障,完成受精使命。這種與生俱來(lái)的強(qiáng)大穿透能力,是否也能用來(lái)突破眼部的屏障?這個(gè)大膽的設(shè)想,成為了整個(gè)研究的起點(diǎn)。
仿生“特洛伊木馬”的構(gòu)建
研究團(tuán)隊(duì)的設(shè)計(jì)思路清晰而巧妙:利用SEV作為穿透屏障的“運(yùn)輸車”,裝載能高效殺死腫瘤的“彈藥”,并給運(yùn)輸車裝上識(shí)別腫瘤的“導(dǎo)航系統(tǒng)”。
第一步:提取與驗(yàn)證“運(yùn)輸車”(SEV)
團(tuán)隊(duì)從豬精液中成功分離出SEV,證實(shí)其具有典型的外泌體形態(tài)和標(biāo)志物,粒徑均一(約120納米),是理想的納米載體。
第二步:打造強(qiáng)力“彈藥”(CMG納米酶系統(tǒng))
他們自主研發(fā)了一種多功能納米酶系統(tǒng)CMG,由三部分協(xié)同組成:
碳點(diǎn)(CDs) :具有類過(guò)氧化物酶活性,能在腫瘤微環(huán)境中將過(guò)氧化氫(H?O?)轉(zhuǎn)化為高毒性的羥基自由基(·OH),發(fā)起“氧化風(fēng)暴”。
二氧化錳(MnO?) :消耗腫瘤細(xì)胞內(nèi)高水平的谷胱甘肽(GSH,一種抗氧化劑),削弱癌細(xì)胞的防御能力,同時(shí)產(chǎn)生氧氣,為后續(xù)反應(yīng)“供氧”。
葡萄糖氧化酶(Gox) :利用腫瘤細(xì)胞旺盛的糖酵解特性,催化葡萄糖產(chǎn)生H?O?,為碳點(diǎn)持續(xù)“供彈”。
這三者構(gòu)成了一個(gè)能在腫瘤內(nèi)部引發(fā)劇烈氧化應(yīng)激風(fēng)暴的“連環(huán)攻擊系統(tǒng)”。
第三步:組裝“智能導(dǎo)彈”(FA-SEVs@CMG)
將CMG裝載入SEV,并在SEV表面修飾葉酸(FA)。由于視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤細(xì)胞表面高表達(dá)葉酸受體,這相當(dāng)于給“特洛伊木馬”裝上了“GPS導(dǎo)航”,使其能主動(dòng)尋找并精準(zhǔn)進(jìn)入腫瘤細(xì)胞。
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FA-SEVs@CMG治療作用示意圖
揭秘“屏障克星”與三重殺傷
研究的結(jié)果,揭示了這套系統(tǒng)為何如此高效。
1.SEV如何成為“屏障克星”?——EGF是關(guān)鍵
研究發(fā)現(xiàn),SEV的穿透能力遠(yuǎn)超其他外泌體或人工載體。秘密在于其表面高表達(dá)的 表皮生長(zhǎng)因子(EGF) 。當(dāng)SEV接觸到角膜或結(jié)膜上皮細(xì)胞時(shí),EGF會(huì)與細(xì)胞上的表皮生長(zhǎng)因子受體(EGFR)結(jié)合,激活一條名為 “EGFR-Src-MLCK-MLC” 的信號(hào)通路。這條通路會(huì)暫時(shí)、可逆地“松開(kāi)”細(xì)胞間的緊密連接蛋白,在堅(jiān)固的眼部屏障上打開(kāi)一道“臨時(shí)通道”。藥物通過(guò)后,緊密連接在24小時(shí)內(nèi)能自行恢復(fù),不會(huì)造成永久性損傷。這解釋了SEV能通過(guò)角膜和結(jié)膜雙通路,將藥物高效遞送至眼底的機(jī)制。
2.“智能導(dǎo)彈”的三重精準(zhǔn)殺傷
FA-SEVs@CMG進(jìn)入腫瘤細(xì)胞后,在溶酶體的酸性環(huán)境中被激活,開(kāi)啟“連環(huán)攻擊”:
第一重:氧化風(fēng)暴 。CMG系統(tǒng)消耗GSH,產(chǎn)生氧氣和H?O?,并催化生成大量·OH,直接破壞癌細(xì)胞結(jié)構(gòu)。
第二重:誘導(dǎo)鐵死亡 。強(qiáng)烈的氧化應(yīng)激導(dǎo)致脂質(zhì)過(guò)氧化物堆積,同時(shí)下調(diào)關(guān)鍵的抗氧化酶GPX4,觸發(fā)一種新型程序性細(xì)胞死亡——鐵死亡。
第三重:?jiǎn)?dòng)凋亡與自噬轉(zhuǎn)換 。過(guò)度的氧化應(yīng)激使保護(hù)性的細(xì)胞自噬“失靈”,轉(zhuǎn)而激活BID-caspase-8通路,與線粒體途徑共同啟動(dòng)細(xì)胞凋亡程序,形成致死性循環(huán)。
3.動(dòng)物實(shí)驗(yàn):近乎完美的療效與安全性
在視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤小鼠模型中,每天僅需滴眼兩次FA-SEVs@CMG,30天后, 腫瘤抑制率高達(dá)97.65% ,且成功阻止了致命的眼外轉(zhuǎn)移。更重要的是, 視網(wǎng)膜電圖(ERG)檢測(cè)顯示,治療小鼠的視網(wǎng)膜功能得到了完好保留 。這意味著在高效殺滅腫瘤的同時(shí),寶貴的視力得以保全。長(zhǎng)期安全性評(píng)估也未發(fā)現(xiàn)明顯的眼壓變化、組織損傷或免疫反應(yīng)。
顛覆性平臺(tái)與廣闊前景
這項(xiàng)研究的意義遠(yuǎn)不止于找到一種治療視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤的新方法。它首次建立了一個(gè)基于精液外泌體的無(wú)創(chuàng)眼底給藥通用平臺(tái),徹底顛覆了“眼后段疾病必須靠注射”的傳統(tǒng)認(rèn)知。
其核心突破在于:
機(jī)制創(chuàng)新:首次闡明SEV通過(guò)EGF可逆調(diào)控眼部緊密連接的分子通路,為設(shè)計(jì)仿生納米載體提供了全新靶點(diǎn)。
策略創(chuàng)新:將天然載體的穿透優(yōu)勢(shì)、葉酸的靶向優(yōu)勢(shì)與納米酶的治療優(yōu)勢(shì)完美結(jié)合,實(shí)現(xiàn)了“穿透-靶向-殺傷-監(jiān)測(cè)”一體化。
范式創(chuàng)新:為所有眼后段疾病(如年齡相關(guān)性黃斑變性、糖尿病視網(wǎng)膜病變)的無(wú)創(chuàng)治療提供了革命性的新思路。
當(dāng)然,從實(shí)驗(yàn)室到臨床,還有規(guī)模化生產(chǎn)、標(biāo)準(zhǔn)化工藝、長(zhǎng)期免疫原性評(píng)估等挑戰(zhàn)需要攻克。
參考文獻(xiàn):
https://doi.org/10.1126/sciadv.adw7275
https://www.nature.com/articles/d41586-026-00982-2
來(lái)源 | 梅斯腫瘤新前沿
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