安医大一附院陈旭林教授/安医大王咸文教授团队《J Nanobiotechnol》：纳米材料靶向治疗烧伤后急性肺损伤的研究进展

急性肺损伤（ALI）是严重烧伤患者常见的并发症之一，其发病机制复杂，发病率和死亡率极高。临床上已经开发多种治疗ALI的药物，但由于体内容易降解，有毒副作用，治疗受到限制。近年来，随着人们对ALI发病机制认知的提高，学者们开发出了多种能够安全有效地靶向治疗ALI的新型纳米药物。这些药物大多涉及脂质纳米材料、有机聚合物、多肽、胞外囊泡或细胞膜、无机纳米颗粒和其他纳米材料，这些纳米药物能够通过主动靶向或被动靶向到达肺组织，来执行其功能，这一过程涉及多种细胞或细胞器。

近日，安医大一附院陈旭林教授，安徽医科大学王咸文教授团队在Journal of Nanobiotechnology期刊（中科院1区TOP）上发表了题为“Advances in nanomaterial-targeted treatment of acute lung injury after burns”的综述文章。该综述首先详尽地梳理了烧伤后ALI发生的机制和病理生理特征，总结了潜在的治疗靶点，如内皮细胞、巨噬细胞、线粒体等，对现有的纳米材料进行了分类，讨论了纳米材料在靶向治疗ALI中可能存在的问题和挑战，为开发靶向治疗ALI的策略提供了启示与方向。

烧伤是由热（包括热液体、蒸汽、热气体、火焰、热金属等）造成的组织损伤，它主要影响皮肤或粘膜，在严重的情况下，会影响皮下或粘膜下的组织，如肌肉、骨骼、关节，甚至内部器官。肺是严重烧伤后功能不全发生率最高的器官，肺组织病理改变发现在30%-80%的烧伤患者，主要机制是血管内皮细胞和肺泡上皮细胞的破坏，导致肺泡毛细血管屏障损伤，肺水肿、肺出血，严重的气体交换障碍。严重烧伤引起的身体损伤主要是创伤刺激、直接热攻击和组织灌注不足，这些多重刺激可导致继发性损伤，如过度炎症反应、氧化损伤、应激、凋亡和免疫调节损伤，最终导致ALI。

根据文献，ALI的死亡率在35%到40%之间，很难治疗。尽管多年的探索和开发的各种临床药物，由于大多数药物很难到达肺部，加上易于分布在全身导致毒副作用，限制他们的临床应用，临床上除了机械通气、液体管理等支持治疗外暂无其他有效的治疗方法。

纳米材料由于其人工可修饰的表面特性，具有重要的抗炎和抗凋亡作用，并促进免疫调节。这些纳米材料主要优点有：(1)疗效高、毒性小；(2)稳定性、溶解度、循环半衰期大，可用于人工控制载药；(3)分子靶向；(4)结合成像，获得更灵敏、典型的成像结果；(5)实时监测药物体内分布和分散位置。随对ALI疾病发生机制的认知加深，学者们开发了一些基于脂质、肽、有机聚合物、细胞外囊泡和无机纳米颗粒的纳米材料，可以靶向到达肺组织，治疗ALI。

Scheme1. 纳米材料靶向治疗ALI的策略示意图。

【文章要点】

首先，作者团队详尽地梳理了烧伤后ALI发生的机制和病理生理特征。

Figure 1. 烧伤后ALI的发生机制及内环境变化

Figure 2. ALI发生的进展

其次，总结了ALI潜在的治疗靶点，被动靶向与主动靶向。

Figure 3. 被动靶向肺部治疗ALI的研究。

Figure 4. 主动靶向内皮细胞的E-选择素。

Figure 5. 主动靶向中性粒细胞的NETs。

Figure 6. 主动靶向巨噬细胞。

Figure 7. 主动靶向线粒体。

Figure 8. 免疫细胞（cDC细胞）在ALI中发挥的作用。

然后，对现有治疗ALI的纳米材料进行了分类，包括脂质纳米材料、有机聚合物、多肽、胞外囊泡或细胞膜、无机纳米颗粒和其他纳米材料等。

其中，重点突出了胞外囊泡或细胞膜载药纳米系统，在ALI治疗中的重要作用。

Figure 9. 内皮来源的细胞外囊泡包裹microRNA-125b-5p，用于治疗ALI。

【总结与展望】

该综述总结了烧伤后ALI的发生机制，根据其病理生理特点总结了治疗靶点，对纳米材料进行了分类，并且提出了纳米材料靶向治疗ALI的挑战与机遇。

首先，特异性靶向也有一些潜在的风险，如不必要的免疫反应。

其次，急性肺损伤的发生机制有待进一步研究。免疫代谢调节，作为急性肺损伤治疗的重要组成部分，对靶向T细胞、B细胞和其他免疫代谢治疗的纳米材料很少被报道。

第三，应改进给药方式。目前较常见的给药方式有吸入、静脉注射、气管滴注等，存在药物浪费、溶解度差、损害其他器官等问题。

最后，除考虑所制备的纳米材料的疗效外，如果想对其进行临床转化，还必须考虑该药物的生物降解性、溶解度和在体内的吸收率。

随着ALI机制研究的深入，纳米材料需要不断更新。探索这项研究将需要来自不同领域和背景的研究人员进行更多的合作和努力。虽然可能存在一些关键的挑战和问题，但随着科学技术的进步将有助于靶向治疗ALI的临床转化。

原文链接：

https://doi.org/10.1186/s12951-024-02615-0