David J. Mooney院士Nature系列综述：利用生物材料递送活体药物！

奇物论 · 公众号 · · 2025-02-24 22:21

正文

近日， 哈佛大学 David J. Mooney院士 在 Nature Reviews Materials 上综述了使用生物材料递送活体药物的相关进展。

活体药物（Living Medicines），包括哺乳动物细胞、微生物细胞和病毒，正成为医学领域的新宠。它们通过基因编程，能够动态响应环境刺激、代谢药物，并主动迁移到特定组织，为癌症治疗、再生医学和传染病防治带来新希望。

图| 活体药物作为一种新兴的治疗类别

活体药物的挑战

活体药物的递送面临诸多挑战：如何保持细胞活性、控制复制、管理代谢以及降低免疫反应？这些问题成为活体药物临床应用的关键瓶颈。

图|通过各种给药途径运送活体药物的挑战

生物材料的突破

生物材料技术为活体药物的递送提供了创新解决方案。从纳米到宏观尺度，不同类型的生物材料能够增强药物的靶向性、有效剂量和稳定性。

靶向性： 通过生物材料的包裹或表面修饰，活体药物可以更精准地到达病变组织，减少系统性副作用。

有效剂量 ：生物材料能够控制药物释放速率，避免细胞过度增殖或失活，确保治疗效果。

稳定性： 保护活体药物免受体内免疫系统攻击，延长其作用时间。

图|生物材料增强靶向性的方法

图|生物材料增强有效剂量的方法

图|生物材料增强稳定性的方法

临床应用前景

活体药物在癌症治疗、再生医学和传染病防治等领域展现出巨大潜力。例如，CAR-T细胞疗法通过生物材料辅助递送，显著提高了治疗效果和安全性。

微生物细胞和病毒也被用于开发新型疗法，如工程化细菌用于肿瘤治疗，病毒载体用于基因治疗。

未来方向

细胞代谢调控： 利用生物材料影响细胞代谢，实现药物的按需释放。

合成生物学： 通过基因工程改造细胞，使其能够合成新型生物材料，为药物递送提供新途径。

动态环境适应： 开发能够适应体内动态环境的生物材料，确保活体药物在不同生理条件下的稳定性和有效性。