肿瘤血管构成了纳米药物进入肿瘤组织的主要途径，因此纳米药物的高效递送在很大程度上依赖于血管系统。目前的研究范式主要基于1986年首次提出的“增强渗透和滞留效应”理论。该理论认为，肿瘤血管内皮细胞屏障是纳米药物渗透到肿瘤组织的最后一道防线，纳米药物可以利用肿瘤血管的高渗透性来跨越这一屏障，从而直接进入肿瘤微环境。
然而，基于该理论的临床前和临床研究结果却不尽如人意。某些研究数据甚至表明，纳米载体仅能将大约0.7%的药物有效递送至肿瘤组织。这一发现不禁引发了疑问：是否存在其他未被充分认识的机制阻碍了纳米药物进入实体瘤？
基底膜是阻止纳米颗粒进入肿瘤的屏障，通过急性炎症突破基底膜屏障，诱导火山式喷发的示意图。中国科大供图
近日，中国科学技术大学 与医学部教授王育才和副教授蒋为团队，利用自主研发的多层次活体显微成像技术，首次明确指出，肿瘤血管外侧存在一层致密的基底膜结构，该结构严重阻碍了纳米药物的血管外渗透能力，导致纳米药物在肿瘤血管外形成“血池”样的积累。
该研究通过深入的活体显微成像分析，精准地解析了这种由基底膜构成的“血池”的空间定位、微观结构以及成因，并进一步揭示了酶降解基底膜能显著减少“血池”的数量，从而增强纳米药物的渗透效率。
研究还进一步证实，通过炎症诱导的中性粒细胞迁出机制，能在基底膜上短暂形成一个动态“窗口”，从而实现纳米药物火山喷发式的高效渗透，有效提升了纳米药物在肿瘤组织中的富集和治疗效果。9月14日，相关研究成果在线发表于《自然-纳米技术》。
研究人员介绍，该研究不仅提出了一种与传统“增强渗透和滞留效应”截然不同的纳米药物富集创新机理，还为纳米药物在肿瘤治疗方面的应用提供了新的理论支持，并刷新了人们对纳米药物跨血管转运机制的整体认识，为该领域的理论和应用研究实现了重要的突破。
相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41565-023-01498-w
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