腫瘤血管構成了納米藥物進入腫瘤組織的主要途徑，因此納米藥物的高效遞送在很大程度上依賴于血管系統(tǒng)。目前的研究范式主要基于1986年首次提出的“增強滲透和滯留效應”理論。該理論認為，腫瘤血管內(nèi)皮細胞屏障是納米藥物滲透到腫瘤組織的最后一道防線，納米藥物可以利用腫瘤血管的高滲透性來跨越這一屏障，從而直接進入腫瘤微環(huán)境。

然而，基于該理論的臨床前和臨床研究結果卻不盡如人意。某些研究數(shù)據(jù)甚至表明，納米載體僅能將大約0.7%的藥物有效遞送至腫瘤組織。這一發(fā)現(xiàn)不禁引發(fā)了疑問：是否存在其他未被充分認識的機制阻礙了納米藥物進入實體瘤？

基底膜是阻止納米顆粒進入腫瘤的屏障，通過急性炎癥突破基底膜屏障，誘導火山式噴發(fā)的示意圖。中國科大供圖

近日，中國科學技術大學生命科學與醫(yī)學部教授王育才和副教授蔣為團隊，利用自主研發(fā)的多層次活體顯微成像技術，首次明確指出，腫瘤血管外側存在一層致密的基底膜結構，該結構嚴重阻礙了納米藥物的血管外滲透能力，導致納米藥物在腫瘤血管外形成“血池”樣的積累。

該研究通過深入的活體顯微成像分析，精準地解析了這種由基底膜構成的“血池”的空間定位、微觀結構以及成因，并進一步揭示了酶降解基底膜能顯著減少“血池”的數(shù)量，從而增強納米藥物的滲透效率。

研究還進一步證實，通過炎癥誘導的中性粒細胞遷出機制，能在基底膜上短暫形成一個動態(tài)“窗口”，從而實現(xiàn)納米藥物火山噴發(fā)式的高效滲透，有效提升了納米藥物在腫瘤組織中的富集和治療效果。9月14日，相關研究成果在線發(fā)表于《自然-納米技術》。

研究人員介紹，該研究不僅提出了一種與傳統(tǒng)“增強滲透和滯留效應”截然不同的納米藥物富集創(chuàng)新機理，還為納米藥物在腫瘤治療方面的應用提供了新的理論支持，并刷新了人們對納米藥物跨血管轉(zhuǎn)運機制的整體認識，為該領域的理論和應用研究實現(xiàn)了重要的突破。

相關論文信息：https://doi.org/10.1038/s41565-023-01498-w

來源：中國科學報