彭雨，陳維良，張毓雯，胡志豪，溫麗娟

（1.贛南醫(yī)學(xué)院藥學(xué)院；2.贛南醫(yī)學(xué)院藥學(xué)院藥劑學(xué)教研室，江西 贛州 341000）

腦膠質(zhì)瘤（Glioblastoma， GBM）是一類嚴(yán)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(nèi)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(yán)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(nèi)環(huán)境平衡，除特殊轉(zhuǎn)運(yùn)通道外，經(jīng)被動(dòng)擴(kuò)散機(jī)制100%的生物大分子藥物和98%的小分子藥物不能跨過BBB進(jìn)入腦內(nèi)，這嚴(yán)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(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)效率，是目前腦部疾病藥物治療亟須解決的關(guān)鍵問題。

近年來，腦部受體介導(dǎo)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(jìn)展。其中，受體介導(dǎo)的入腦轉(zhuǎn)運(yùn)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(cè)重配體與其受體、靶細(xì)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(yīng)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(yuǎn)，GBM藥物有效治療仍亟待新機(jī)制的發(fā)現(xiàn)、新技術(shù)的突破和新療法的出現(xiàn)。

GBM的病理學(xué)過程很可能與BBB密切相關(guān)，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(hù)、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(nèi)皮細(xì)胞和細(xì)胞間的緊密連接（Tight junctions， TJs）、星形膠質(zhì)細(xì)胞足突、周細(xì)胞及基膜構(gòu)成，其中內(nèi)皮細(xì)胞及其緊密連接是BBB的重要形態(tài)學(xué)基礎(chǔ)，并參與構(gòu)成BBB的低滲和高電阻特性［5］。Claudins、Occludin、ZO等是構(gòu)成TJs的關(guān)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(shí)，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(jié)構(gòu)被破壞，緊密連接蛋白表達(dá)下調(diào)，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(nèi)環(huán)境平衡被破壞，血液中有害物質(zhì)滲漏進(jìn)入中樞神經(jīng)系統(tǒng)，形成細(xì)胞浸潤、異常的分子運(yùn)輸和清除，加速疾病惡化，并造成疾病的不良預(yù)后。另一方面，BBB病理性“開窗”為藥物入腦轉(zhuǎn)運(yùn)提供了一條細(xì)胞旁通路，治療藥物的腦內(nèi)釋放效率顯著提高。因此，基于BBB的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)設(shè)計(jì)適宜的腦內(nèi)藥物釋放系統(tǒng)，增強(qiáng)藥物的腦內(nèi)釋放，有可能為腦部疾病的有效治愈提供新的思路和契機(jī)。

1 血腦屏障的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

大腦和外周血管之間的一個(gè)重要結(jié)構(gòu)差異是BBB，BBB嚴(yán)格地控制了大腦和血液之間的分子運(yùn)輸，以維持中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)環(huán)境平衡。BBB是由一種特殊的腦微血管內(nèi)皮細(xì)胞及其TJs形成的致密性擴(kuò)散屏障，沒有“開窗”，嚴(yán)重限制了親水性分子的細(xì)胞旁路轉(zhuǎn)運(yùn)，只有少數(shù)親脂性物質(zhì)和呼吸氣體（O2、CO2）可自由擴(kuò)散。

TJs位于內(nèi)皮細(xì)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(fù)雜網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。其中，Occludin、Claudins和ZO是構(gòu)成TJs的關(guān)鍵蛋白。Occludin是一種60～65 kDa蛋白，具有4個(gè)跨膜結(jié)構(gòu)域，其中羧基和氨基末端指向細(xì)胞質(zhì)，兩個(gè)細(xì)胞外環(huán)橫跨細(xì)胞間隙［10］。Occludin在大腦內(nèi)皮細(xì)胞邊緣高表達(dá)，其分布具有連續(xù)性，而在非神經(jīng)內(nèi)皮細(xì)胞分布較為稀疏。盡管在很多腦部疾病狀態(tài)下，Occludin表達(dá)下降與BBB功能病理性“破壞”有關(guān)，但是Occludin對(duì)TJs形成并非必需的。Claudins是一種20～40kDa的蛋白質(zhì)，具有與Occludin相似的膜結(jié)構(gòu)，其中至少24種已在哺乳動(dòng)物中被發(fā)現(xiàn)。所有的Claudins在第一、第四跨膜結(jié)構(gòu)域和細(xì)胞外循環(huán)中都具有相似的預(yù)測(cè)折疊和高度的序列同源性，細(xì)胞外的Claudins通過細(xì)胞間的嗜同性和嗜異性相互作用而關(guān)聯(lián)。細(xì)胞中過表達(dá)的Claudins可誘導(dǎo)細(xì)胞聚集，形成TJs鏈。而Occludin表達(dá)并不會(huì)誘導(dǎo)產(chǎn)生TJs，Occludin只定位于已經(jīng)轉(zhuǎn)染Claudins的細(xì)胞TJs部位。因此，Claudins形成了TJs的主要“密封”結(jié)構(gòu)，Occludin則作為TJs的一個(gè)額外支撐結(jié)構(gòu)［11］。ZO-1是第一個(gè)明確與TJs相關(guān)的蛋白，它是一種220 kDa的磷酸蛋白，在內(nèi)皮細(xì)胞、上皮細(xì)胞及許多沒有TJs的細(xì)胞均有表達(dá)［12］。ZO-1連接TJs跨膜蛋白與肌動(dòng)蛋白細(xì)胞骨架，這種相互作用對(duì)TJs的穩(wěn)定性和功能至關(guān)重要，因?yàn)閆O-1從連接復(fù)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(xì)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(cè)到ZO-3。一般認(rèn)為，TJs構(gòu)成封閉內(nèi)皮細(xì)胞間隙，形成一個(gè)連續(xù)的血管。BBB內(nèi)皮細(xì)胞間的TJs導(dǎo)致了高內(nèi)皮細(xì)胞電阻和低細(xì)胞旁路滲透特性。與外周組織的電阻值3～33 Ω·cm2相比，BBB內(nèi)皮細(xì)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(xì)胞外Ca2+濃度。

此外，由肌動(dòng)蛋白微絲、微管和中間纖絲組成的細(xì)胞骨架在維持內(nèi)皮細(xì)胞間連接完整性方面也扮演著重要角色。肌動(dòng)蛋白微絲系統(tǒng)與多種膜黏附蛋白如鈣黏素、Occludin、蛋白質(zhì)復(fù)合物、功能性細(xì)胞間蛋白（ZO、Catenins、黏性復(fù)合物）等有特異性連接，其結(jié)構(gòu)與肌球蛋白輕鏈磷酸化和肌動(dòng)蛋白應(yīng)激纖維形成的內(nèi)皮細(xì)胞張力密切相關(guān)。微管參與肌動(dòng)蛋白微絲和局部粘連的快速自組裝、細(xì)胞等距收縮，以及增強(qiáng)白細(xì)胞跨內(nèi)皮細(xì)胞遷移。中間纖絲可在肌動(dòng)蛋白微絲和微管重組過程中發(fā)生動(dòng)態(tài)變化，但其在細(xì)胞骨架變化中的具體作用機(jī)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(nèi)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(xì)胞骨架鏈接［5］。在BBB結(jié)構(gòu)中，β-連環(huán)蛋白和χ-連環(huán)蛋白對(duì)AJ的功能調(diào)控至關(guān)重要。Caveolin-1誘導(dǎo)的ZO-1、Occludin表達(dá)下調(diào)與AJ蛋白、VE-鈣黏素、β-連環(huán)蛋白改變有關(guān)，這可能和趨化因子配體2介導(dǎo)的單核細(xì)胞跨上皮遷移的刺激增強(qiáng)有關(guān)［13］。因此，AJ蛋白變化可能會(huì)增加BBB細(xì)胞旁路的滲透性，促進(jìn)白細(xì)胞進(jìn)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(zhì)瘤引起的血腦屏障功能病理性“破壞”機(jī)制

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

2.1 VEGF 研究表明，GBM病理學(xué)過程引起VEGF水平異常升高，VEGF促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞黏附分子VE-鈣黏蛋白的內(nèi)吞，引起TJs蛋白包括Claudin-5、Occludin、ZO-1表達(dá)下調(diào)，導(dǎo)致BBB功能病理性“破壞”，屏障滲透性增加［14］。此外，VEGF干預(yù)可誘導(dǎo)TJs結(jié)構(gòu)破壞及Occludin缺失，伴隨著Occludin Ser490磷酸化。體內(nèi)研究結(jié)果進(jìn)一步表明，VEGF誘導(dǎo)PKCβ激活，Occludin Ser490磷酸化，導(dǎo)致血管損傷。VEGF還可通過調(diào)控細(xì)胞旁路（下調(diào)Claudin-5和Occludin）和跨細(xì)胞通路（上調(diào)Caveolin-1和Caveolin-2）增加BBB的滲透性，其中，cGMP/PKG/NF-κB信號(hào)通路可能也參與VEGF介導(dǎo)的BBB病理性“破壞”［15］。

2.2 氧化應(yīng)激 促炎狀態(tài)會(huì)引起氧化應(yīng)激，內(nèi)皮細(xì)胞黏附分子表達(dá)上調(diào)，促進(jìn)炎癥細(xì)胞流入腦實(shí)質(zhì)。研究表明，GBM細(xì)胞分泌產(chǎn)生的VEGF激活其下游信號(hào)通路，增加NO釋放和ROS產(chǎn)生，導(dǎo)致BBB功能病理性“破壞”和腦水腫［16］。MONAGHANBENSON E等［17］進(jìn)一步提出，VEGF導(dǎo)致Rac介導(dǎo)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(diào)控AJ結(jié)構(gòu)的完整性。較正常細(xì)胞，腫瘤細(xì)胞ROS高表達(dá)。SCHREIBELT G等［18］發(fā)現(xiàn)ROS可改變BBB完整性，伴隨著細(xì)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(hào)通路，包括RhoA、PI3K和PKB信號(hào)通路，都參與其中。

2.3 炎癥 炎癥介質(zhì)是BBB滲透性的調(diào)控分子，因此，BBB受損是神經(jīng)炎癥狀態(tài)的一個(gè)標(biāo)志。GBM病理學(xué)過程引起微脈管系統(tǒng)Claudin-5、Occludin、ZO-1缺失，可能是細(xì)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(dǎo)產(chǎn)生的［19］。

2.4 MMPs GBM病理學(xué)過程同時(shí)也伴隨著MMPs水平的異常升高，MMPs參與破壞基質(zhì)蛋白，降解TJs復(fù)合物過程。MMPs是一類含鋅酶，其降解蛋白質(zhì)底物是通過Zn2+介導(dǎo)的水分子結(jié)合位點(diǎn)活化實(shí)現(xiàn)的。GBM微血管中蓄積的鋅可激活MMP-2和MMP-9，導(dǎo)致TJs如Claudin-5、Occludin、ZO-1的重構(gòu)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(xué)過程引起B(yǎng)BB病理性“破壞”，其根源是TJs結(jié)構(gòu)的破壞。因此，TJs蛋白（Occludin、Claudins和ZO）介導(dǎo)的信號(hào)通路，有可能作為BBB干預(yù)治療GBM的潛在靶點(diǎn)。

3 血腦屏障干預(yù)治療腦膠質(zhì)瘤

3.1 增加血腦屏障滲透性，促進(jìn)藥物腦內(nèi)遞送GBM發(fā)展過程中會(huì)嚴(yán)重破壞BBB完整性，導(dǎo)致BBB病理性“開窗”，滲透性增加，但是這種滲透性改變?cè)谀[瘤組織中具有高度異質(zhì)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(jié)構(gòu)完全被破壞，腫瘤邊緣部位BBB結(jié)構(gòu)相對(duì)完整，外周神經(jīng)膠質(zhì)瘤的BBB功能完整。腫瘤浸潤區(qū)域完整的BBB嚴(yán)重限制了化療藥物對(duì)GBM病灶部位的有效釋放，是GBM治療無效和高復(fù)發(fā)率的主因。因此，進(jìn)一步增加BBB的滲透性，促進(jìn)治療藥物的腦內(nèi)釋放，是實(shí)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(diào)節(jié)趨化因子作為炎癥細(xì)胞浸潤中樞神經(jīng)系統(tǒng)的前體，誘導(dǎo)刺激并且開放TJs。SAGUNA V等［22］提出，無細(xì)胞病毒，如細(xì)膩羅病毒，可通過“特洛伊木馬”（Trojan horse）機(jī)制跨過BBB，誘導(dǎo)表達(dá)的細(xì)胞黏附分子允許巨噬細(xì)胞通過BBB遷移，而不破壞BBB完整性。FOUST K D等［23］還證實(shí)了腺苷相關(guān)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(zhì)細(xì)胞，為脊髓性肌萎縮癥（Spinal muscular atrophy， SMA）和肌萎縮側(cè)索硬化（Amyotrophic lateral sclerosis， ALS）治療藥物的中樞釋放提供了新思路?？袢〔《臼且环N高度嗜神經(jīng)病毒，其表達(dá)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(jié)合，實(shí)現(xiàn)病毒腦內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)［24］。研究人員借助病毒獨(dú)特的跨BBB特性，廣泛應(yīng)用于腦部疾病的靶向治療研究。ZHANG Y等［25］利用重組腺相關(guān)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(dǎo)入腦內(nèi)，并誘導(dǎo)scFV在體內(nèi)持續(xù)表達(dá)，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(jié)構(gòu)的載藥納米粒，可有效克服BBB，實(shí)現(xiàn)GBM靶向安全治療。盡管生物病毒能夠以合理、精準(zhǔn)的方式達(dá)到腦內(nèi)，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(cè)重于病毒特異性蛋白的模擬，對(duì)病毒的理化性質(zhì)關(guān)注不足，導(dǎo)致藥物的傳遞和治療效果仍然欠佳。因此，構(gòu)建在結(jié)構(gòu)、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(zhǔn)、靶向釋放至腦內(nèi)最有效的途徑之一。

3.1.2 化學(xué)刺激 甘露醇是最常用的促滲透劑，它能收縮CNS毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞，從而分離內(nèi)皮細(xì)胞TJs，進(jìn)而導(dǎo)致大分子經(jīng)被動(dòng)擴(kuò)散跨BBB轉(zhuǎn)運(yùn)。有研究報(bào)道，聯(lián)合使用甘露醇可促進(jìn)多肽、納米粒子、基因跨BBB轉(zhuǎn)運(yùn)。然而，甘露醇的使用也可能伴隨著一些風(fēng)險(xiǎn)，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(duì)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(dòng)劑）也被作為BBB滲透性增加的潛在誘導(dǎo)劑進(jìn)行研究。RMP-7可短暫地破壞TJs，增加BBB滲透性。RMP-7干預(yù)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(zhuǎn)運(yùn)［27］，但是，它對(duì)人腦微血管內(nèi)皮細(xì)胞的作用具有時(shí)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(xué)結(jié)構(gòu)中甘油和烷基基團(tuán)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(duì)TJs結(jié)構(gòu)無影響［28］，可作為潛在的BBB調(diào)控劑用于腦部藥物靶向釋放。

在傳統(tǒng)中醫(yī)藥學(xué)（Traditional Chinese medicine，TCM）中，有一組藥物專門用于昏迷、心臟病發(fā)作、中風(fēng)、腦外傷等與腦相關(guān)的緊急情況下的蘇醒和意識(shí)恢復(fù)。大多數(shù)TCM復(fù)蘇劑來源于芳香礦物和動(dòng)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(fù)蘇藥物，其臨床應(yīng)用已有1 500多年的歷史。大量研究證明冰片對(duì)BBB滲透性具有雙向調(diào)節(jié)作用，其可通過抑制流出蛋白功能、增強(qiáng)TJs蛋白運(yùn)動(dòng)、增強(qiáng)血管舒張神經(jīng)遞質(zhì)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(zhì)通過各種生物膜的滲透性方面具有很強(qiáng)的潛力。冰片被批準(zhǔn)美國食品和藥物管理局批準(zhǔn)用于食品和調(diào)味劑。目前進(jìn)行的研究主要包括細(xì)胞系或嚙齒類動(dòng)物模型，尚缺乏有關(guān)冰片在靈長類動(dòng)物和豬等高等動(dòng)物模型中增強(qiáng)滲透作用的研究，關(guān)于冰片的有效性和安全性仍需要進(jìn)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(jìn)治療藥物的腦內(nèi)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(jié)構(gòu)復(fù)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(zhì)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(qiáng)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(shí)現(xiàn)在較低的聲壓下實(shí)現(xiàn)BBB的無創(chuàng)、靶向、可逆開放，且重復(fù)性好，不會(huì)對(duì)腦組織造成永久性傷害，目前已被廣泛應(yīng)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(zhuǎn)運(yùn)途徑包括胞吞作用、跨內(nèi)皮細(xì)胞“開窗”、內(nèi)皮細(xì)胞間變大的裂隙、部分開放的TJs和損傷的內(nèi)皮細(xì)胞。但是，F(xiàn)U-MBs誘導(dǎo)BBB開放的同時(shí)會(huì)導(dǎo)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(huì)影響超聲開放BBB的程度和持續(xù)時(shí)間。因此，優(yōu)化超聲設(shè)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(duì)于FU-MBs介導(dǎo)的BBB開放用于腦部疾病治療及臨床轉(zhuǎn)化具有重要的指導(dǎo)意義。

微波能量也被用于增強(qiáng)藥物的CNS轉(zhuǎn)運(yùn)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(lán)的腦內(nèi)滲透，可能的原因是VEGF/Flk-1-ERK信號(hào)通路激活，促進(jìn)Occludin的Tyr磷酸化，Occludin與ZO-1的表達(dá)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(mèng)、失眠等，具體機(jī)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(jié)構(gòu)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(yīng)用于腦部疾病治療的相關(guān)研究報(bào)道。

此外，還有研究利用電磁場（Electromagnetic field， EMF）脈沖誘導(dǎo)增加BBB滲透性。電磁場脈沖通過調(diào)節(jié)蛋白激酶C信號(hào)和ZO-1易位誘導(dǎo)BBB滲透性增加［32］。電磁場誘導(dǎo)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(yù)時(shí)間。電磁場聯(lián)合納米載體可促進(jìn)藥物跨BBB轉(zhuǎn)運(yùn)，對(duì)包括GBM在內(nèi)的腦部相關(guān)疾病的治療，具有潛在的臨床應(yīng)用價(jià)值。

3.2 靶向血腦屏障治療腦膠質(zhì)瘤

3.2.1 主動(dòng)靶向 一般而言，水溶性分子通過簡單的擴(kuò)散，經(jīng)細(xì)胞旁途徑跨BBB轉(zhuǎn)運(yùn)入腦；小分子的脂溶性物質(zhì)如類固醇、乙醇經(jīng)跨細(xì)胞擴(kuò)散途徑轉(zhuǎn)運(yùn)入腦。此外，物質(zhì)跨BBB轉(zhuǎn)運(yùn)還包括吸附介導(dǎo)轉(zhuǎn)運(yùn)（Absorptive-mediated transport， AMT）、載體介導(dǎo)途徑（Carrier-mediated transport， CMT）、受體介導(dǎo)轉(zhuǎn)運(yùn)（Receptor-mediated transport， RMT）、主動(dòng)外排（Active efflux transport）、細(xì)胞介導(dǎo)轉(zhuǎn)運(yùn)（Cellmediated transport）［33］。其中，AMT選擇性差，陽離子蛋白可與任何帶負(fù)電的細(xì)胞膜成分結(jié)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(zhuǎn)運(yùn)具有底物選擇性，只有與內(nèi)源性載體底物結(jié)構(gòu)相似的藥物分子可被捕獲并且轉(zhuǎn)運(yùn)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(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)大量受體，包括轉(zhuǎn)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(yīng)配體（如轉(zhuǎn)鐵蛋白、單抗OX26、CDX多肽、RVG29多肽、TGN多肽、Angiopep-2多肽等）進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾［34］，可促進(jìn)藥物釋放系統(tǒng)經(jīng)受體介導(dǎo)途徑跨BBB轉(zhuǎn)運(yùn)，為GBM靶向治療提供了可能。

3.2.2 細(xì)胞穿膜肽 細(xì)胞穿膜肽（Cell penetrating peptises， CPPs）是一類從昆蟲、病毒和哺乳動(dòng)物蛋白中提取的短肽（＜30個(gè)氨基酸）家族，可以誘導(dǎo)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(xì)胞膜轉(zhuǎn)運(yùn)。根據(jù)其理化性質(zhì)，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(fù)電荷的質(zhì)膜相互作用［35］。腦毛細(xì)血管的頂端表面密集覆蓋著帶負(fù)電荷的多糖-蛋白復(fù)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(zhuǎn)運(yùn)體。但是，CPPs在體內(nèi)的低組織特異性、不穩(wěn)定性和細(xì)胞毒性限制了其應(yīng)用。

3.2.3 生物膜介導(dǎo)的靶向 生物膜介導(dǎo)的主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)是最近研究發(fā)現(xiàn)的一種藥物跨BBB入腦途徑，這種轉(zhuǎn)運(yùn)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(xì)胞、白細(xì)胞、血小板、干細(xì)胞、腫瘤細(xì)胞、細(xì)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(diǎn)和膜材料的化學(xué)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(xì)胞膜和腫瘤細(xì)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(zhì)瘤細(xì)胞，抑制腫瘤細(xì)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(chǔ)的治療也已經(jīng)被廣泛研究。外泌體作為細(xì)胞分泌囊泡的一種，繼承了細(xì)胞膜表面的部分受體，具有母體細(xì)胞的靶向性，可跨越多種生物屏障。以腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞外泌體為載體，包裹熱敏脂質(zhì)體進(jìn)行腦內(nèi)藥物釋放，光熱聯(lián)合化療用于逆轉(zhuǎn)腦膠質(zhì)瘤耐藥治療［39］。選擇angiopep-2多肽對(duì)外泌體進(jìn)行功能化修飾，包裹抗腫瘤藥物多西他賽，可顯著增強(qiáng)藥物腦內(nèi)釋放，提高其抗腦膠質(zhì)瘤療效［40］。

作為天然和合成實(shí)體的集合體，生物膜載體材料顯示出強(qiáng)大的治療優(yōu)勢(shì)和生物相容性，這對(duì)研究工作者來說是一個(gè)福音。但是，每種生物膜都存在各自的優(yōu)勢(shì)和局限性，如紅細(xì)胞膜可避開網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)的吞噬延長體內(nèi)循環(huán)時(shí)間，但缺乏主動(dòng)靶向性；白細(xì)胞具有同源靶向能力，但只對(duì)某些腫瘤有特異性；血小板可針對(duì)腫瘤部位和損傷區(qū)域，但會(huì)激活免疫系統(tǒng)；癌細(xì)胞具有同源黏附能力和腫瘤主動(dòng)靶向作用，但在血液中循環(huán)時(shí)間較短；干細(xì)胞具有靶向腫瘤的能力，但特異性較低；細(xì)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(jìn)行兩種生物膜融合，形成具有兩種細(xì)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(shí)驗(yàn)室向臨床試驗(yàn)轉(zhuǎn)化的水平，未來還需要更多的實(shí)踐探索。

4 血液-腦腫瘤屏障與EPR效應(yīng)

GBM的形成機(jī)制復(fù)雜多樣，機(jī)體內(nèi)存在多種屏障阻礙藥物到達(dá)腫瘤病灶。除了上述提到的BBB，阻礙治療藥物腦內(nèi)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(yīng)。

4.1 血液-腦腫瘤屏障 BBTB結(jié)構(gòu)類似BBB，位于GBM組織和腦微血管內(nèi)皮細(xì)胞形成的微血管之間，由高度特異性的內(nèi)皮細(xì)胞組成，限制了大多數(shù)親水分子向腫瘤組織的細(xì)胞旁路轉(zhuǎn)運(yùn)。隨著GBM的發(fā)展，腫瘤細(xì)胞侵入周圍的正常腦組織，當(dāng)腫瘤體積＞2 mm3時(shí)，BBB功能和完整性被破壞，BBTB開始出現(xiàn)。BBTB的形成對(duì)于提供支撐腫瘤細(xì)胞生長所需的氧氣和營養(yǎng)物質(zhì)至關(guān)重要，隨著BBTB的出現(xiàn)，GBM細(xì)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(dá)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(shí)，利用BBTB上高表達(dá)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(yīng) GBM病理學(xué)過程同時(shí)也伴隨著EPR效應(yīng)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(nèi)皮間隙進(jìn)入到病灶區(qū)域［42］。然而，多項(xiàng)研究表明，EPR效應(yīng)在很大程度上取決于腫瘤的類型和位置，BBTB的存在進(jìn)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(yīng)分布至腦膠質(zhì)瘤間質(zhì)；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(huì)聚集在腫瘤大血管附近。因此，EPR效應(yīng)是一種效率極低的腦腫瘤靶向策略，主動(dòng)靶向治療在GBM治療中顯得尤為重要。

5 小結(jié)與展望

迄今為止，尚無有效的方法來治療包括GBM在內(nèi)的腦部疾?。ˋD、PD、卒中等）。除了這些疾病自身的復(fù)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(jié)構(gòu)極其復(fù)雜，將藥物輸送至大腦和脊髓一直是一個(gè)令研究人員興奮但又備感疲倦的研究領(lǐng)域。隨著制劑技術(shù)的發(fā)展，針對(duì)BBB的藥物制劑及治療方法不斷被研究發(fā)現(xiàn)，可控的調(diào)控BBB開放為治療藥物入腦轉(zhuǎn)運(yùn)提供了可能，各種藥物轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)（AMT、CMT、RMT）在運(yùn)輸生物大分子和小分子跨BBB轉(zhuǎn)運(yùn)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(jié)構(gòu)特性，設(shè)計(jì)適宜的藥物釋放系統(tǒng)，可提高藥物的腦內(nèi)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(duì)大腦的給藥設(shè)計(jì)都必須評(píng)估其安全性、風(fēng)險(xiǎn)性和對(duì)患者的益處。因此，在設(shè)計(jì)腦部疾病靶向給藥方案時(shí)，除了要考慮治療藥物對(duì)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(yù)后可能對(duì)腦組織產(chǎn)生的毒性反應(yīng)。