马光辉院士团队最新AM综述：面向白血病治疗的材料技术近期发展

治疗白血病

白血病是一种广泛存在的血液学恶性肿瘤，其特征是血液和骨髓中的白细胞计数升高。尽管临床上白血病干预取得了显著进展，但很大一部分患者，尤其是急性白血病患者，在治疗后未能实现长期缓解或完全缓解。因此，白血病治疗需要优化以满足治疗要求。

近年来，许多材料经过了严格的研究，可以作为递送载体或直接干预剂来提高白血病治疗的有效性。这些材料包括脂质体、蛋白质基材料、聚合物材料、细胞衍生材料和无机材料。它们具有独特的特性，已应用于广泛的治疗模式，包括化疗、免疫疗法、放疗、造血干细胞移植和其他不断发展的治疗方法。

最新材料视野综述

在这篇最新综述中，中国科学院过程工程研究所马光辉院士和王双副研究员等人概述了这类材料系统，描述了它们的物理化学性质、它们在白血病治疗中的作用，以及它们在临床转化中面临的挑战。作者认为，这篇综述将激励研究人员进一步开发各种材料，用于增强各类治疗方式在白血病疗法中的治疗效果。相关工作以“Recent Advances in Material Technology for Leukaemia Treatments”为题发表在Advanced Materials。

【文章要点】

一、白血病治疗的各类材料

目前用于白血病治疗的材料技术主要包括脂质体、蛋白质基材料、聚合物材料、细胞衍生材料和无机材料。这些材料制剂中的每一种都具有与不同的治疗方法相一致的独特特性。对于脂质体体系来说，其具有制剂简明、性能丰富、功能化方便等优点，但同时也存在着载封率低的问题。对于蛋白质基材料来说，用于白血病治疗的蛋白质具有良好的生物相容性。此外，合成生物学技术实现了蛋白质的基因编辑，赋予蛋白质独特的物理化学性质，如亲水性/疏水性和电学性质，从而满足不同的给药要求。而聚合物材料在功能化方面提供了多功能性，使其能够封装在颗粒核心内、包埋在聚合物基质内、与聚合物化学结合或与颗粒表面结合。这种灵活性有助于输送广泛的有效载荷，包括疏水性和亲水性化合物，甚至细胞，使聚合物材料非常适合白血病治疗应用。而在细胞衍生材料里，T淋巴细胞特别是CD8+T淋巴细胞，在激活时表现出强大的细胞毒性，并在对抗癌症（包括白血病）的细胞免疫中发挥关键作用；造血干细胞（HSC）表现出显著的归属骨髓（BM）的能力，BM是白血病发展的主要位点；白血病细胞表现出特异性粘附能力，称为同源靶向，使其能够靶向白血病病变，如骨髓、淋巴结和脾脏。最后，与有机材料相比，无机材料表现出更广泛的尺寸和成分相关的物理特性。在大多数情况下，无机纳米颗粒与有机材料融合，以利用其互补特性。迄今为止，碳基纳米材料和金属材料是白血病治疗中最常用的两种无机材料（图1）。

图1 各类材料

二、各类治疗策略

迄今为止，五种治疗策略，即化疗分子靶向治疗、免疫治疗、放射治疗、和造血干细胞移植（HSCT），通常在临床上用于白血病干预。化疗仍然是临床实践中白血病的主要治疗策略，因为它能够杀死全身的白血病细胞。分子靶向治疗通常使用单克隆抗体或小分子激酶抑制剂（SMKI）作为信号转导抑制剂。许多分子靶向治疗剂现在被临床用作各种类型白血病的一线治疗。疫疗法寻求利用免疫分子和/或细胞或直接激活免疫反应来根除白血病细胞（图2）。白血病免疫疗法最令人兴奋的例子之一是使用嵌合抗原受体（CAR）T细胞，其中两种产品已获得临床批准。放射治疗包括给患者精确剂量的电离辐射，这会对细胞内的核酸造成损伤，并诱导白血病细胞凋亡。HSCT有助于重建患者的造血系统，使其成为治疗包括白血病在内的造血疾病的常见临床方法。

图2各类递送系统策略

三、未来挑战

目前来说，白血病治疗还存在以下的挑战。首先，需要深入研究这些材料的关键生物学潜在机制，为这些材料的广泛应用提供理论基础。此外，在未来几年，还需要加大力度评估这些新开发材料在体内的输运行为。其次，CAR-T细胞在临床前和临床研究中仍面临挑战，包括抗原下调/丢失、全身毒性、CAR-T细胞衰竭和CAR-T细胞来源有限。最后，材料的合理设计和高通量开发对未来开发白血病治疗材料具有重要意义。实现材料的合理设计和高通量开发取决于对材料物理化学性质的精确控制以及预测复杂生物反应的能力，包括免疫反应、全身和细胞毒性效应以及细胞摄取。

结论

最在过去的几十年里，材料技术的发展在白血病治疗领域引起了极大的关注。这些药剂有望提高治疗效果，同时最大限度地减少与当前疗法相关的毒性作用，包括化疗、免疫疗法、放射疗法和HSCT。其中一些材料已经获得临床治疗白血病的批准，而另一些材料目前正在进行临床前或临床试验。这篇综述旨在广泛综述白血病治疗材料技术的进展，涵盖了各种类型的材料、它们的功能以及它们在白血病治疗方面的具体应用。

原文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202313955