藥物跨血腦屏障治療腦膠質瘤的研究進展

彭雨，陳維良，張毓雯，胡志豪，溫麗娟

（1.贛南醫(yī)學院藥學院；2.贛南醫(yī)學院藥學院藥劑學教研室，江西 贛州 341000）

腦膠質瘤（Glioblastoma， GBM）是一類嚴重危害人類健康的疾病，惡性程度極高，患者5年存活率僅為5%，生存中值約為14.6月［1］?；熕幬锏哪X內有效遞送是GBM化療失敗的主要原因，GBM的臨床有效治療仍然面臨嚴峻挑戰(zhàn)。血腦屏障（Blood brain barrier， BBB）維持正常腦功能及中樞神經(jīng)系統(tǒng)（Central nervous systems， CNS）內環(huán)境平衡，除特殊轉運通道外，經(jīng)被動擴散機制100%的生物大分子藥物和98%的小分子藥物不能跨過BBB進入腦內，這嚴重限制了腦部疾病藥物治療的效果。因此，如何有效提高治療藥物腦內轉運效率，是目前腦部疾病藥物治療亟須解決的關鍵問題。

近年來，腦部受體介導靶向治療［2］、腦部超聲開放BBB［3］以及中藥“冰片開竅”［4］等研究取得了一些重要進展。其中，受體介導的入腦轉運因其高親和性、選擇性和特異性，被視為是腦靶向藥物釋放最有效的途徑之一。迄今為止，腦靶向藥物釋放系統(tǒng)研究大多側重配體與其受體、靶細胞和靶組織間的相互作用，忽視了疾病治療過程中BBB功能改變引起的藥物釋放系統(tǒng)入腦效率降低的問題。此外，絕大多數(shù)腦靶向藥物釋放系統(tǒng)因受成藥性限制尚未能應用于臨床。因此，尋找安全、高效的腦部疾病治療新途徑仍任重而道遠，GBM藥物有效治療仍亟待新機制的發(fā)現(xiàn)、新技術的突破和新療法的出現(xiàn)。

GBM的病理學過程很可能與BBB密切相關，BBB在GBM的發(fā)生及治療過程中，也可能扮演著重要的角色。生理狀態(tài)下，BBB是保護、維持中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能的生物膜屏障，主要由腦微血管內皮細胞和細胞間的緊密連接（Tight junctions， TJs）、星形膠質細胞足突、周細胞及基膜構成，其中內皮細胞及其緊密連接是BBB的重要形態(tài)學基礎，并參與構成BBB的低滲和高電阻特性［5］。Claudins、Occludin、ZO等是構成TJs的關鍵蛋白，在維持BBB完整性特性中扮演重要角色。病理狀態(tài)下，以中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病為代表的腦部疾病發(fā)生時，如GBM［6］、帕金森?。≒arkinson disease， PD）［7］、腦缺血［8］、阿爾茨海默?。ˋlzheimer's disease， AD）［9］等，通常伴隨著BBB功能的病理性“破壞”，TJs結構被破壞，緊密連接蛋白表達下調，BBB滲透性增加。一方面，BBB功能病理性“破壞”可造成中樞神經(jīng)系統(tǒng)內環(huán)境平衡被破壞，血液中有害物質滲漏進入中樞神經(jīng)系統(tǒng)，形成細胞浸潤、異常的分子運輸和清除，加速疾病惡化，并造成疾病的不良預后。另一方面，BBB病理性“開窗”為藥物入腦轉運提供了一條細胞旁通路，治療藥物的腦內釋放效率顯著提高。因此，基于BBB的結構特點設計適宜的腦內藥物釋放系統(tǒng)，增強藥物的腦內釋放，有可能為腦部疾病的有效治愈提供新的思路和契機。

1 血腦屏障的結構特點

大腦和外周血管之間的一個重要結構差異是BBB，BBB嚴格地控制了大腦和血液之間的分子運輸，以維持中樞神經(jīng)系統(tǒng)內環(huán)境平衡。BBB是由一種特殊的腦微血管內皮細胞及其TJs形成的致密性擴散屏障，沒有“開窗”，嚴重限制了親水性分子的細胞旁路轉運，只有少數(shù)親脂性物質和呼吸氣體（O2、CO2）可自由擴散。

TJs位于內皮細胞頂端，是由一系列平行、相互連接的跨膜蛋白和胞漿蛋白鏈組成的復雜網(wǎng)絡結構。其中，Occludin、Claudins和ZO是構成TJs的關鍵蛋白。Occludin是一種60～65 kDa蛋白，具有4個跨膜結構域，其中羧基和氨基末端指向細胞質，兩個細胞外環(huán)橫跨細胞間隙［10］。Occludin在大腦內皮細胞邊緣高表達，其分布具有連續(xù)性，而在非神經(jīng)內皮細胞分布較為稀疏。盡管在很多腦部疾病狀態(tài)下，Occludin表達下降與BBB功能病理性“破壞”有關，但是Occludin對TJs形成并非必需的。Claudins是一種20～40kDa的蛋白質，具有與Occludin相似的膜結構，其中至少24種已在哺乳動物中被發(fā)現(xiàn)。所有的Claudins在第一、第四跨膜結構域和細胞外循環(huán)中都具有相似的預測折疊和高度的序列同源性，細胞外的Claudins通過細胞間的嗜同性和嗜異性相互作用而關聯(lián)。細胞中過表達的Claudins可誘導細胞聚集，形成TJs鏈。而Occludin表達并不會誘導產(chǎn)生TJs，Occludin只定位于已經(jīng)轉染Claudins的細胞TJs部位。因此，Claudins形成了TJs的主要“密封”結構，Occludin則作為TJs的一個額外支撐結構［11］。ZO-1是第一個明確與TJs相關的蛋白，它是一種220 kDa的磷酸蛋白，在內皮細胞、上皮細胞及許多沒有TJs的細胞均有表達［12］。ZO-1連接TJs跨膜蛋白與肌動蛋白細胞骨架，這種相互作用對TJs的穩(wěn)定性和功能至關重要，因為ZO-1從連接復合體中的解離常伴隨著滲透性的增加。ZO-2是一種與ZO-1具有高度序列同源性的160 kDa磷酸蛋白，功能與ZO-1有重疊，在缺乏ZO-1的情況下，ZO-2可以替代ZO-1，參與上皮細胞正常形態(tài)的TJs形成。ZO-3是一種130 kDa的同源蛋白，存在于一些含有TJs的組織，但迄今為止，并未在BBB檢測到ZO-3。一般認為，TJs構成封閉內皮細胞間隙，形成一個連續(xù)的血管。BBB內皮細胞間的TJs導致了高內皮細胞電阻和低細胞旁路滲透特性。與外周組織的電阻值3～33 Ω·cm2相比，BBB內皮細胞的電阻值一般是1 500～2 000 Ω·cm2（軟膜血管），具體數(shù)值還取決于細胞外Ca2+濃度。

此外，由肌動蛋白微絲、微管和中間纖絲組成的細胞骨架在維持內皮細胞間連接完整性方面也扮演著重要角色。肌動蛋白微絲系統(tǒng)與多種膜黏附蛋白如鈣黏素、Occludin、蛋白質復合物、功能性細胞間蛋白（ZO、Catenins、黏性復合物）等有特異性連接，其結構與肌球蛋白輕鏈磷酸化和肌動蛋白應激纖維形成的內皮細胞張力密切相關。微管參與肌動蛋白微絲和局部粘連的快速自組裝、細胞等距收縮，以及增強白細胞跨內皮細胞遷移。中間纖絲可在肌動蛋白微絲和微管重組過程中發(fā)生動態(tài)變化，但其在細胞骨架變化中的具體作用機制仍不清楚。

另外，附著連接（Adherens junctions， AJ）通常和TJs混雜在一起。在AJ中，內皮特異性整合膜蛋白VE-鈣黏素通過犰狳蛋白家族的連環(huán)蛋白與細胞骨架鏈接［5］。在BBB結構中，β-連環(huán)蛋白和χ-連環(huán)蛋白對AJ的功能調控至關重要。Caveolin-1誘導的ZO-1、Occludin表達下調與AJ蛋白、VE-鈣黏素、β-連環(huán)蛋白改變有關，這可能和趨化因子配體2介導的單核細胞跨上皮遷移的刺激增強有關［13］。因此，AJ蛋白變化可能會增加BBB細胞旁路的滲透性，促進白細胞進入CNS。也有研究顯示，VE-鈣黏蛋白是靜止血管和重組的新生血管功能完整性必不可少的組分。目前，AJ在引起B(yǎng)BB功能和形態(tài)改變的慢性神經(jīng)退行性疾病，如AD、PD、多發(fā)性硬化癥（Multiple sclerosis，MS）等中所起的作用尚未得到充分的研究。

2 腦膠質瘤引起的血腦屏障功能病理性“破壞”機制

GBM病理學過程引起的BBB功能紊亂及病理性“開窗”，可直接導致白細胞、潛在的神經(jīng)活血化合物和血液中水分的流入，CNS內環(huán)境被破壞。GBM病理學過程導致血管內皮生長因子（Vascular endothelial growth factor， VEGF）異常升高，同時伴隨明顯的氧化應激和炎癥反應，基質金屬蛋白酶（Matrix metalloproteinases， MMPs）表達增加，這些因素都可能參與調控BBB功能病理性“破壞”。

2.1 VEGF 研究表明，GBM病理學過程引起VEGF水平異常升高，VEGF促進內皮細胞黏附分子VE-鈣黏蛋白的內吞，引起TJs蛋白包括Claudin-5、Occludin、ZO-1表達下調，導致BBB功能病理性“破壞”，屏障滲透性增加［14］。此外，VEGF干預可誘導TJs結構破壞及Occludin缺失，伴隨著Occludin Ser490磷酸化。體內研究結果進一步表明，VEGF誘導PKCβ激活，Occludin Ser490磷酸化，導致血管損傷。VEGF還可通過調控細胞旁路（下調Claudin-5和Occludin）和跨細胞通路（上調Caveolin-1和Caveolin-2）增加BBB的滲透性，其中，cGMP/PKG/NF-κB信號通路可能也參與VEGF介導的BBB病理性“破壞”［15］。

2.2 氧化應激 促炎狀態(tài)會引起氧化應激，內皮細胞黏附分子表達上調，促進炎癥細胞流入腦實質。研究表明，GBM細胞分泌產(chǎn)生的VEGF激活其下游信號通路，增加NO釋放和ROS產(chǎn)生，導致BBB功能病理性“破壞”和腦水腫［16］。MONAGHANBENSON E等［17］進一步提出，VEGF導致Rac介導的ROS產(chǎn)生，可反過來增加VE-鈣黏蛋白和β-連環(huán)蛋白酪氨酸的磷酸化，最終調控AJ結構的完整性。較正常細胞，腫瘤細胞ROS高表達。SCHREIBELT G等［18］發(fā)現(xiàn)ROS可改變BBB完整性，伴隨著細胞骨架重新排列和再分布，TJs蛋白Claudin-5、Occludin消失。一些特定的信號通路，包括RhoA、PI3K和PKB信號通路，都參與其中。

2.3 炎癥 炎癥介質是BBB滲透性的調控分子，因此，BBB受損是神經(jīng)炎癥狀態(tài)的一個標志。GBM病理學過程引起微脈管系統(tǒng)Claudin-5、Occludin、ZO-1缺失，可能是細胞因子如腫瘤壞死因子（TNF-α）、白介素6（IL-6）、NF-κB和γ干擾素介導產(chǎn)生的［19］。

2.4 MMPs GBM病理學過程同時也伴隨著MMPs水平的異常升高，MMPs參與破壞基質蛋白，降解TJs復合物過程。MMPs是一類含鋅酶，其降解蛋白質底物是通過Zn2+介導的水分子結合位點活化實現(xiàn)的。GBM微血管中蓄積的鋅可激活MMP-2和MMP-9，導致TJs如Claudin-5、Occludin、ZO-1的重構和降解［20］。利用SB-3CT抑制MMP-2/9可以一定程度上緩解TJs的破壞程度［21］。

綜上所述，GBM病理學過程引起B(yǎng)BB病理性“破壞”，其根源是TJs結構的破壞。因此，TJs蛋白（Occludin、Claudins和ZO）介導的信號通路，有可能作為BBB干預治療GBM的潛在靶點。

3 血腦屏障干預治療腦膠質瘤

3.1 增加血腦屏障滲透性，促進藥物腦內遞送GBM發(fā)展過程中會嚴重破壞BBB完整性，導致BBB病理性“開窗”，滲透性增加，但是這種滲透性改變在腫瘤組織中具有高度異質性，腫瘤不同區(qū)域BBB的滲透性不同。腫瘤核心區(qū)域的BBB結構完全被破壞，腫瘤邊緣部位BBB結構相對完整，外周神經(jīng)膠質瘤的BBB功能完整。腫瘤浸潤區(qū)域完整的BBB嚴重限制了化療藥物對GBM病灶部位的有效釋放，是GBM治療無效和高復發(fā)率的主因。因此，進一步增加BBB的滲透性，促進治療藥物的腦內釋放，是實現(xiàn)GBM高效治療的重要策略。

3.1.1 生物刺激 病毒是一種生物材料，通過調節(jié)趨化因子作為炎癥細胞浸潤中樞神經(jīng)系統(tǒng)的前體，誘導刺激并且開放TJs。SAGUNA V等［22］提出，無細胞病毒，如細膩羅病毒，可通過“特洛伊木馬”（Trojan horse）機制跨過BBB，誘導表達的細胞黏附分子允許巨噬細胞通過BBB遷移，而不破壞BBB完整性。FOUST K D等［23］還證實了腺苷相關病毒（AAV9）在不破壞BBB的前提下，可有效靶向CNS的新生神經(jīng)元和成年的新型膠質細胞，為脊髓性肌萎縮癥（Spinal muscular atrophy， SMA）和肌萎縮側索硬化（Amyotrophic lateral sclerosis， ALS）治療藥物的中樞釋放提供了新思路。狂犬病病毒是一種高度嗜神經(jīng)病毒，其表達的狂犬病毒糖蛋白可與神經(jīng)元表面的煙堿乙酰膽堿受體（Nicotinic acetylcholine receptor， nAchR）特異性結合，實現(xiàn)病毒腦內轉運［24］。研究人員借助病毒獨特的跨BBB特性，廣泛應用于腦部疾病的靶向治療研究。ZHANG Y等［25］利用重組腺相關病毒rAAV作為載體，可將靶向異常磷酸化Tau蛋白（p-Tau）的單鏈抗體scFV導入腦內，并誘導scFV在體內持續(xù)表達，用于AD免疫治療。QIAO C等［26］將狂犬病毒作為生物載體包裹形似病毒樣結構的載藥納米粒，可有效克服BBB，實現(xiàn)GBM靶向安全治療。盡管生物病毒能夠以合理、精準的方式達到腦內，但是目前利用病毒遞藥仍存在一些安全性問題，此外，已有的病毒類仿生型納米藥物的研究大多側重于病毒特異性蛋白的模擬，對病毒的理化性質關注不足，導致藥物的傳遞和治療效果仍然欠佳。因此，構建在結構、形態(tài)和功能上都與病毒高度相似的仿生型納米載體，可能是未來將腦部疾病治療藥物精準、靶向釋放至腦內最有效的途徑之一。

3.1.2 化學刺激 甘露醇是最常用的促滲透劑，它能收縮CNS毛細血管內皮細胞，從而分離內皮細胞TJs，進而導致大分子經(jīng)被動擴散跨BBB轉運。有研究報道，聯(lián)合使用甘露醇可促進多肽、納米粒子、基因跨BBB轉運。然而，甘露醇的使用也可能伴隨著一些風險，包括腦損傷、葡萄糖攝取變化、血漿蛋白通道和神經(jīng)元功能異常。需要注意的是，甘露醇對BBB的破壞是無選擇性的。

緩激肽及其類似物RMP-7（B2受體激動劑）也被作為BBB滲透性增加的潛在誘導劑進行研究。RMP-7可短暫地破壞TJs，增加BBB滲透性。RMP-7干預可顯著增加抗腫瘤藥物、抗帕金森病藥物、鎮(zhèn)痛藥的中樞神經(jīng)系統(tǒng)轉運［27］，但是，它對人腦微血管內皮細胞的作用具有時間和劑量依賴性，目前尚未被用于商業(yè)化研究。

另外一種增加BBB滲透性的方法是使用各種類型的烷基甘油，BBB滲透性增加程度則取決于化學結構中甘油和烷基基團的數(shù)量和長度。1-O-戊基甘油和2-O-己基甘油均能短暫地、可逆性增加BBB滲透性，而對TJs結構無影響［28］，可作為潛在的BBB調控劑用于腦部藥物靶向釋放。

在傳統(tǒng)中醫(yī)藥學（Traditional Chinese medicine，TCM）中，有一組藥物專門用于昏迷、心臟病發(fā)作、中風、腦外傷等與腦相關的緊急情況下的蘇醒和意識恢復。大多數(shù)TCM復蘇劑來源于芳香礦物和動物材料，被稱為芳香“開竅劑”。冰片是一種具有代表性的重要復蘇藥物，其臨床應用已有1 500多年的歷史。大量研究證明冰片對BBB滲透性具有雙向調節(jié)作用，其可通過抑制流出蛋白功能、增強TJs蛋白運動、增強血管舒張神經(jīng)遞質的分泌，可逆地“打開”BBB［29］。大量體外和臨床前研究表明，冰片在改善活性物質通過各種生物膜的滲透性方面具有很強的潛力。冰片被批準美國食品和藥物管理局批準用于食品和調味劑。目前進行的研究主要包括細胞系或嚙齒類動物模型，尚缺乏有關冰片在靈長類動物和豬等高等動物模型中增強滲透作用的研究，關于冰片的有效性和安全性仍需要進行深入研究。

3.1.3 物理刺激 聚焦超聲（Focused ultrasound，F(xiàn)U）可局部、可逆、安全地打開BBB，促進治療藥物的腦內釋放，目前已經(jīng)成為開放BBB的一種新的策略；但是，由于腦部結構復雜，F(xiàn)U易被顱骨反射，使得超聲能量大幅度衰減，給利用超聲開放BBB治療腦部疾病帶來了新的挑戰(zhàn)。微泡（Microbubbles，MBs）由半固態(tài)氣體（全氟碳）包裹的白蛋白或脂質核組成，不能透過脈管系統(tǒng)。MBs常用作超聲造影劑，通過使后散射回聲增強以提高超聲診斷的分辨力、敏感性和特異性。將FU和MBs聯(lián)合使用（FUMBs），可實現(xiàn)在較低的聲壓下實現(xiàn)BBB的無創(chuàng)、靶向、可逆開放，且重復性好，不會對腦組織造成永久性傷害，目前已被廣泛應用于納米給藥系統(tǒng)、基因藥物和其他小分子藥物的跨BBB遞送［30］。經(jīng)FUMBs作用的分子入腦轉運途徑包括胞吞作用、跨內皮細胞“開窗”、內皮細胞間變大的裂隙、部分開放的TJs和損傷的內皮細胞。但是，F(xiàn)U-MBs誘導BBB開放的同時會導致局部靶組織溫度升高，造成微血管破裂、腦水腫等；而且，MBs的類型、濃度等因素會影響超聲開放BBB的程度和持續(xù)時間。因此，優(yōu)化超聲設備、控制超聲參數(shù)（聲壓、頻率、輻照模式等）、篩選適宜的MBs劑量，對于FU-MBs介導的BBB開放用于腦部疾病治療及臨床轉化具有重要的指導意義。

微波能量也被用于增強藥物的CNS轉運研究，一定頻率的微波輻射，可增加辣根過氧化物酶（Horseradish peroxidase， HRP）、白蛋白、依文思藍的腦內滲透，可能的原因是VEGF/Flk-1-ERK信號通路激活，促進Occludin的Tyr磷酸化，Occludin與ZO-1的表達和相互作用被抑制。但是，長期暴露在微波輻射下易引起腦組織功能損傷，造成失憶、頭痛、做夢、失眠等，具體機制尚不清楚，可能原因包括神經(jīng)元變性、凋亡和壞死、線粒體腫脹和空化、Nissl小體減少、BBB破壞、突觸結構和功能可塑性損傷、鈣超載等［31］。出于安全性考慮，目前尚無微波開放BBB應用于腦部疾病治療的相關研究報道。

此外，還有研究利用電磁場（Electromagnetic field， EMF）脈沖誘導增加BBB滲透性。電磁場脈沖通過調節(jié)蛋白激酶C信號和ZO-1易位誘導BBB滲透性增加［32］。電磁場誘導的BBB開放是可逆的，其開放程度取決于電磁場頻率、振幅和干預時間。電磁場聯(lián)合納米載體可促進藥物跨BBB轉運，對包括GBM在內的腦部相關疾病的治療，具有潛在的臨床應用價值。

3.2 靶向血腦屏障治療腦膠質瘤

3.2.1 主動靶向 一般而言，水溶性分子通過簡單的擴散，經(jīng)細胞旁途徑跨BBB轉運入腦；小分子的脂溶性物質如類固醇、乙醇經(jīng)跨細胞擴散途徑轉運入腦。此外，物質跨BBB轉運還包括吸附介導轉運（Absorptive-mediated transport， AMT）、載體介導途徑（Carrier-mediated transport， CMT）、受體介導轉運（Receptor-mediated transport， RMT）、主動外排（Active efflux transport）、細胞介導轉運（Cellmediated transport）［33］。其中，AMT選擇性差，陽離子蛋白可與任何帶負電的細胞膜成分結合；此外，陽離子蛋白的使用可能產(chǎn)生潛在的毒性和免疫原性。CMT的轉運具有底物選擇性，只有與內源性載體底物結構相似的藥物分子可被捕獲并且轉運入腦。RMT因其高親和性、高選擇性和高特異性，已經(jīng)成為GBM靶向藥物釋放最成熟有效的策略之一。腦內皮細胞表達大量受體，包括轉鐵蛋白受體、胰島素受體、低密度脂蛋白受體、清道夫受體、乙酰膽堿受體、瘦素受體等，與相應配體（如轉鐵蛋白、單抗OX26、CDX多肽、RVG29多肽、TGN多肽、Angiopep-2多肽等）進行結構修飾［34］，可促進藥物釋放系統(tǒng)經(jīng)受體介導途徑跨BBB轉運，為GBM靶向治療提供了可能。

3.2.2 細胞穿膜肽 細胞穿膜肽（Cell penetrating peptises， CPPs）是一類從昆蟲、病毒和哺乳動物蛋白中提取的短肽（＜30個氨基酸）家族，可以誘導具有生物活性的大分子在不與特定受體相互作用的情況下跨細胞膜轉運。根據(jù)其理化性質，一般可分為陽離子型、兩親型和疏水型3類。其中，陽離子CPPs主要由帶正電荷的氨基酸組成，如精氨酸和賴氨酸，它們可以與帶負電荷的質膜相互作用［35］。腦毛細血管的頂端表面密集覆蓋著帶負電荷的多糖-蛋白復合物，可使帶正電荷的CPPs通過BBB成為腦部疾病治療藥物的有效轉運體。但是，CPPs在體內的低組織特異性、不穩(wěn)定性和細胞毒性限制了其應用。

3.2.3 生物膜介導的靶向 生物膜介導的主動轉運是最近研究發(fā)現(xiàn)的一種藥物跨BBB入腦途徑，這種轉運途徑幾乎可以用于任何類型的分子或材料以及微粒載體系統(tǒng)。生物膜來源可包括紅細胞、白細胞、血小板、干細胞、腫瘤細胞、細菌等［36］。將生物膜易位到合成的藥物釋放系統(tǒng)表面，可將生物膜表面分子蛋白的各種優(yōu)點和膜材料的化學特性整合于一體，形成生物相容性好、免疫源性低、病灶部位同源靶向功能的膜包被藥物釋放系統(tǒng)［37］。以紅細胞膜和腫瘤細胞膜組成的混合生物膜包被載Gboxin的介孔硅納米粒，可有效靶向腦膠質瘤細胞，抑制腫瘤細胞增殖［38］。此外，作為一種治療藥物傳遞手段，以外泌體為基礎的治療也已經(jīng)被廣泛研究。外泌體作為細胞分泌囊泡的一種，繼承了細胞膜表面的部分受體，具有母體細胞的靶向性，可跨越多種生物屏障。以腫瘤相關巨噬細胞外泌體為載體，包裹熱敏脂質體進行腦內藥物釋放，光熱聯(lián)合化療用于逆轉腦膠質瘤耐藥治療［39］。選擇angiopep-2多肽對外泌體進行功能化修飾，包裹抗腫瘤藥物多西他賽，可顯著增強藥物腦內釋放，提高其抗腦膠質瘤療效［40］。

作為天然和合成實體的集合體，生物膜載體材料顯示出強大的治療優(yōu)勢和生物相容性，這對研究工作者來說是一個福音。但是，每種生物膜都存在各自的優(yōu)勢和局限性，如紅細胞膜可避開網(wǎng)狀內皮系統(tǒng)的吞噬延長體內循環(huán)時間，但缺乏主動靶向性；白細胞具有同源靶向能力，但只對某些腫瘤有特異性；血小板可針對腫瘤部位和損傷區(qū)域，但會激活免疫系統(tǒng)；癌細胞具有同源黏附能力和腫瘤主動靶向作用，但在血液中循環(huán)時間較短；干細胞具有靶向腫瘤的能力，但特異性較低；細菌膜具有免疫誘發(fā)特性，但由于需要去除肽聚糖，膜提取較為繁瑣。因此，根據(jù)需要，可以有效地進行兩種生物膜融合，形成具有兩種細胞治療效益的雜交生物膜。雖然生物膜包裹的納米粒已經(jīng)取得了很大的研究成就，但仍有一些挑戰(zhàn)需要解決，目前還沒有完全發(fā)展到從實驗室向臨床試驗轉化的水平，未來還需要更多的實踐探索。

4 血液-腦腫瘤屏障與EPR效應

GBM的形成機制復雜多樣，機體內存在多種屏障阻礙藥物到達腫瘤病灶。除了上述提到的BBB，阻礙治療藥物腦內有效釋放的因素還包括血液-腦腫瘤屏障（Blood brain tumor barrier， BBTB）和極弱的EPR（Enhanced permeability and retention effect）效應。

4.1 血液-腦腫瘤屏障 BBTB結構類似BBB，位于GBM組織和腦微血管內皮細胞形成的微血管之間，由高度特異性的內皮細胞組成，限制了大多數(shù)親水分子向腫瘤組織的細胞旁路轉運。隨著GBM的發(fā)展，腫瘤細胞侵入周圍的正常腦組織，當腫瘤體積＞2 mm3時，BBB功能和完整性被破壞，BBTB開始出現(xiàn)。BBTB的形成對于提供支撐腫瘤細胞生長所需的氧氣和營養(yǎng)物質至關重要，隨著BBTB的出現(xiàn)，GBM細胞可以沿著新形成的血管遷移到周圍的健康腦組織。有研究表明，TJs和BBTB中過表達的P-gp、MRP1、MRP3 和 BCRP等外排蛋白限制了治療藥物的GBM病灶有效釋放［41］。此時，利用BBTB上高表達的受體如表皮生長因子受體（Epidermal growth factor receptor， EGFR）、整合素受體，可能成為GBM靶向治療的有效策略之一。

4.2 EPR效應 GBM病理學過程同時也伴隨著EPR效應的產(chǎn)生，具有合適粒徑的藥物釋放系統(tǒng)經(jīng)腫瘤微血管內皮間隙進入到病灶區(qū)域［42］。然而，多項研究表明，EPR效應在很大程度上取決于腫瘤的類型和位置，BBTB的存在進一步限制了治療藥物在GBM病灶部位的有效積累。CARO C等［43］研究發(fā)現(xiàn)，只有粒徑在50 nm左右的磁性納米粒才能借助EPR效應分布至腦膠質瘤間質；由于BBTB的存在，＞50 nm的粒子無法聚集于腫瘤，30～50 nm納米粒中也只有極少數(shù)會聚集在腫瘤大血管附近。因此，EPR效應是一種效率極低的腦腫瘤靶向策略，主動靶向治療在GBM治療中顯得尤為重要。

5 小結與展望

迄今為止，尚無有效的方法來治療包括GBM在內的腦部疾?。ˋD、PD、卒中等）。除了這些疾病自身的復雜性，最主要的原因是BBB的存在。在過去幾十年里，由于BBB的結構極其復雜，將藥物輸送至大腦和脊髓一直是一個令研究人員興奮但又備感疲倦的研究領域。隨著制劑技術的發(fā)展，針對BBB的藥物制劑及治療方法不斷被研究發(fā)現(xiàn)，可控的調控BBB開放為治療藥物入腦轉運提供了可能，各種藥物轉運系統(tǒng)（AMT、CMT、RMT）在運輸生物大分子和小分子跨BBB轉運中也顯示出巨大的潛力，仿生型藥物制劑的出現(xiàn)使得腦部疾病治療更加安全、高效。

BBB功能的病理性“破壞”在GBM和其他的腦部疾病中存在著共通性，合理地利用屏障的結構特性，設計適宜的藥物釋放系統(tǒng)，可提高藥物的腦內釋放效率，延長GBM及其他腦部疾病患者的生存周期。但是，任何針對大腦的給藥設計都必須評估其安全性、風險性和對患者的益處。因此，在設計腦部疾病靶向給藥方案時，除了要考慮治療藥物對病灶部位的選擇性，盡可能減少非靶部位的藥物分布，還需要考慮藥物干預后可能對腦組織產(chǎn)生的毒性反應。