《細(xì)胞》重磅！中國科學(xué)家突破血腦屏障，開通藥物“顱內(nèi)高速”

近些年來，針對(duì)阿爾茨海默病、帕金森病、腦腫瘤等中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的藥物不斷涌現(xiàn)，但這類研究面臨的一大挑戰(zhàn)是大腦的天然結(jié)構(gòu)——血腦屏障。這層特殊的細(xì)胞屏障只允許氧氣、葡萄糖等必需物質(zhì)通過，而絕大多數(shù)藥物都難以通過并進(jìn)入大腦發(fā)揮作用。因此，科學(xué)家一直在嘗試尋找能夠繞開血腦屏障的策略。

最近，《細(xì)胞》雜志的一項(xiàng)研究就借助納米顆粒與免疫細(xì)胞解決了這一難題。清華大學(xué)張明君團(tuán)隊(duì)與首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京天壇醫(yī)院王伊龍團(tuán)隊(duì)合作發(fā)現(xiàn)，將白蛋白納米顆粒經(jīng)顱骨內(nèi)注射后，可高效“劫持”顱骨髓系免疫細(xì)胞。這些載藥細(xì)胞能繞行血腦屏障、經(jīng)顱骨骨髓-硬腦膜-類淋巴系統(tǒng)快速遷移至中樞神經(jīng)性系統(tǒng)病灶，并將藥物遞送至受損神經(jīng)元，實(shí)現(xiàn)急性和長期神經(jīng)保護(hù)效果。

傳統(tǒng)上，科學(xué)家曾嘗試?yán)醚貉h(huán)中的免疫細(xì)胞作為藥物載體。但這種方式效率較低，全身注射的細(xì)胞只有極少數(shù)能抵達(dá)大腦。而隨著對(duì)顱骨免疫系統(tǒng)的研究發(fā)展，研究者發(fā)現(xiàn)顱骨內(nèi)的骨髓并非“靜止結(jié)構(gòu)”，而是通過一系列微小通道與腦膜相連。這條天然遷移通路能讓免疫細(xì)胞在生理或病理狀態(tài)下繞開血腦屏障，快速、定向進(jìn)入腦內(nèi)病灶。

與遠(yuǎn)道而來的外周血免疫細(xì)胞相比，這些大腦附近的免疫細(xì)胞反應(yīng)更快，靶向性也更強(qiáng)。這也給繞開血腦屏障提供了一個(gè)絕佳的突破口。但要如何讓這些免疫細(xì)胞轉(zhuǎn)變成藥物載體，帶著藥物進(jìn)入大腦呢？

▲研究示意圖（圖片來源：參考資料[1]）

研究團(tuán)隊(duì)想到了一種特殊的偽裝材料：血清白蛋白。基于白蛋白制備的納米顆粒，能天然地被髓系免疫細(xì)胞，特別是中性粒細(xì)胞高效識(shí)別并吞噬。因此只需讓納米顆粒包裹藥物，就能坐上免疫細(xì)胞的“順風(fēng)車”。

小鼠實(shí)驗(yàn)中，研究者用針頭精準(zhǔn)地將載藥的白蛋白納米顆粒直接注射到小鼠顱蓋骨的骨髓腔中。結(jié)果顯示，注射2小時(shí)后，超過90%的納米顆粒就被顱骨骨髓中的中性粒細(xì)胞和單核細(xì)胞吞噬，效率遠(yuǎn)超傳統(tǒng)的靜脈注射。

借助組織透明化和三維成像技術(shù)，研究團(tuán)隊(duì)清晰觀察到搭載納米顆粒的細(xì)胞沿著“顱骨-腦膜微通道”，從顱骨骨髓向中樞神經(jīng)系統(tǒng)遷移。正常狀態(tài)下，這種遷移過程并不活躍。而一旦小鼠發(fā)生腦卒中，細(xì)胞遷移顯著增強(qiáng)，并在腦膜、腦卒中病灶區(qū)高度富集。這表明，納米顆粒最終被成功遞送到了大腦病灶內(nèi)的神經(jīng)元中，實(shí)現(xiàn)了高度特異的靶向治療。

圖片來源：123RF

在腦卒中小鼠模型中，即使給藥劑量?jī)H為傳統(tǒng)靜脈注射的1/15，這種創(chuàng)新方式仍能顯著減小腦梗死體積、緩解腦水腫，并明顯改善神經(jīng)功能。

在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，研究團(tuán)隊(duì)開展了探索性的人類臨床研究，試驗(yàn)共納入20例惡性腦中動(dòng)脈梗死患者。結(jié)果顯示，經(jīng)顱骨骨髓給藥的流程清晰、手術(shù)耐受性良好，隨訪期間未觀察到與給藥相關(guān)的嚴(yán)重不良事件，且在神經(jīng)功能恢復(fù)方面呈現(xiàn)出積極趨勢(shì)，為該策略的臨床轉(zhuǎn)化提供了初步依據(jù)。

這一發(fā)現(xiàn)為長期困擾神經(jīng)疾病藥物治療的血腦屏障難題提供了新的解決思路。研究作者還指出，這一通路未來有望遞送更多所需的分子，甚至與腦機(jī)接口技術(shù)聯(lián)合使用，為腦機(jī)智能融合提供新啟示。

題圖來源：123RF

參考資料

[1] Nanoparticles hijack calvarial immune cells for CNS drug delivery and stroke therapy. Cell (2026). DOI: 10.1016/j.cell.2025.12.008

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