近日，在国家自然科学基金区域创新发展联合基金重点项目的资助下，燕山大学环境与化学工程学院院长高大威团队在实体瘤药物递送领域取得重要突破。团队提出的“仿生纳米淋巴系统”与“水动力治疗”原创策略，可使肿瘤内压力下降52%，药物瘤内递送效率提高10倍以上，为破解药物难以进入肿瘤深层组织的世界性难题提供了全新方案。
项目团队技术人员分析实验数据。
“全球恶性肿瘤发病率持续攀升，传统手术、放疗和化疗存在明显瓶颈：药物靶向性差、全身毒副作用强、体内递送效率极低，尤其难以进入实体瘤深层组织，导致深层肿瘤干细胞存活，进而诱发肿瘤转移和复发。”高大威介绍，项目团队通过大量基础实验与肿瘤组织分析，精准定位了核心瓶颈——肿瘤间质高压。团队发现，正常组织拥有完善的淋巴管引流系统，能及时排出多余组织液、维持压力平衡；而肿瘤组织内部缺乏正常淋巴管结构，组织液大量滞留，形成远高于正常组织的瘤内压力，且肿瘤体积越大、含水量越高，瘤内压力越高。这种高压环境使药物犹如“逆水行舟”，难以突破肿瘤表层向深层渗透，这一发现为后续技术创新奠定了理论基础。
项目团队技术人员观察药物处理后的细胞形态。
面对这一核心壁垒，团队跳出传统制药思维，从新能源领域“光催化分解水产氢”技术中获得灵感，在国际上首次提出“仿生纳米淋巴系统”和“水动力治疗”的全新概念。他们利用具有高效催化活性的纳米材料，构建仿生智能纳米系统，递送至肿瘤部位后，在超声、光照或磁场作用下催化分解肿瘤内部过量的组织液和致密固体基质，同步下调肿瘤间质压力，在肿瘤局部模拟人体正常“淋巴回流”生理功能，实现瘤内高效减压，从而反转原本阻挡药物递送的逆向压力差，打通药物向肿瘤深层渗透的通道。在此基础上，团队进一步整合纳米催化治疗、化学药物治疗、光热治疗，构建多模式协同治疗体系，对深层肿瘤干细胞实现高效、精准协同杀伤。
团队通过系统的机制研究，明确阐明了压力调控、药物增效递送与肿瘤微环境重塑之间的内在关联。目前，项目团队已选取了胰腺癌、宫颈癌、肺癌等多种不同压力水平的实体瘤开展实验，均获得了显著的增强药物递送和肿瘤治疗效果，证明该策略具备广谱适用性，可适配多种实体瘤的精准治疗，具有极高的临床转化价值。
该原创研究工作获得全球纳米医药领域专家的广泛认同与高度评价，相关成果被NatureReviewsBioengineering、NatureCommunications、ScienceAdvances等国际顶级学术期刊引用报道和正面评价。团队还自主开发了一套在体组织和肿瘤压力传感检测设备，能够实时监测小鼠肿瘤内压力的动态变化，填补了领域内肿瘤压力实时检测的技术空白。
“河北省自然科学基金项目前期的持续资助有力推动了项目的研发进程，项目荣获了河北省自然科学二等奖。”高大威表示。
“为让‘仿生纳米淋巴系统’原创技术真正转化落地、惠及患者，团队始终坚持基础研究与产业转化并行。”高大威说，目前团队已明确该系统对胰腺癌、宫颈癌、脑胶质瘤等多种实体瘤具有良好的治疗效果，同时正在针对乳腺癌、前列腺癌、结直肠癌和膀胱癌等常见肿瘤开展深入研究。依托秦皇岛市第一医院等资深临床合作机构，团队正稳步推进相关成果的临床前实验，并对接河北省内多家生物医药龙头企业，力争使这一原创技术早日应用于临床。
来源：河北省科学技术厅