前言：

靶向藥物遞送系統(tǒng)（Targeted Drug Delivery Systems, TDDS）指的是通過物理、化學(xué)或生物學(xué)手段，將藥物特異性導(dǎo)向靶組織、靶細(xì)胞甚至胞內(nèi)特定細(xì)胞器的技術(shù)策略。根據(jù)作用機(jī)制的不同，可分為被動(dòng)靶向（Passive Targeting）與主動(dòng)靶向（Active Targeting）。被動(dòng)靶向主要依賴于病理組織的結(jié)構(gòu)或功能異常，如腫瘤血管系統(tǒng)的異常通透性；主動(dòng)靶向則通過藥物載體表面的配體與靶組織表面受體特異結(jié)合，實(shí)現(xiàn)高親和力和選擇性的定位。此外，根據(jù)靶點(diǎn)的不同，靶向策略可以細(xì)分為受體介導(dǎo)靶向、酶響應(yīng)型靶向、以及對(duì)腫瘤/病灶微環(huán)境具有響應(yīng)性的“微環(huán)境靶向”。

靶點(diǎn)的選擇是靶向遞藥系統(tǒng)設(shè)計(jì)的首要前提。靶向策略通常基于病理組織中特異性表達(dá)或過表達(dá)的生物標(biāo)志物（biomarkers），通過靶向配體與其結(jié)合實(shí)現(xiàn)選擇性遞送。

• 腫瘤相關(guān)靶點(diǎn)：腫瘤細(xì)胞通常會(huì)高表達(dá)某些受體或抗原，如CD47（整合素相關(guān)蛋白（IAP）、HER2（人表皮生長因子受體2）、EGFR（表皮生長因子受體）、整合素αvβ3等。利用這些靶點(diǎn)設(shè)計(jì)的配體，如抗HER2單抗（如曲妥珠單抗）、RGD肽（識(shí)別整合素），可以顯著增強(qiáng)納米載體對(duì)腫瘤細(xì)胞的親和性，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)靶向（圖1）

圖1. 腫瘤微環(huán)境中的遞送途徑和靶點(diǎn)^[1]

• 中樞神經(jīng)系統(tǒng)靶點(diǎn)：針對(duì)腦部疾病的靶向遞藥需要跨越血腦屏障（BBB）。常見策略包括利用轉(zhuǎn)鐵蛋白受體（TfR）、低密度脂蛋白受體相關(guān)蛋白1（LRP1）等介導(dǎo)轉(zhuǎn)運(yùn)的分子，設(shè)計(jì)相應(yīng)配體（如Tf、Angiopep-2）促進(jìn)藥物穿越BBB。

  
  

  
  

理想的靶向遞送系統(tǒng)應(yīng)具備良好的生物相容性、可控釋放性、靶向性及組織穿透能力。目前廣泛應(yīng)用的載體系統(tǒng)主要包括以下幾類：納米粒子（NPs）、脂質(zhì)體（Liposomes）、聚合物膠束（Polymeric Micelles）、蛋白質(zhì)/多肽類載體、外泌體（Exosomes）。

現(xiàn)代靶向系統(tǒng)往往結(jié)合疾病微環(huán)境特征，實(shí)現(xiàn)“智能”響應(yīng)釋放，提高靶點(diǎn)激活的空間與時(shí)間特異性。主要分為以下幾類：pH響應(yīng)系統(tǒng)、氧化還原響應(yīng)系統(tǒng)、酶解響應(yīng)系統(tǒng)。

同時(shí)，為增強(qiáng)靶向藥物遞送系統(tǒng)的特異性識(shí)別能力與整體穩(wěn)定性，研究人員常通過化學(xué)或物理方式對(duì)載體表面進(jìn)行功能化修飾，引入具有靶向識(shí)別能力的配體，實(shí)現(xiàn)對(duì)特定細(xì)胞或微環(huán)境的精準(zhǔn)結(jié)合與富集^[2]。常用的靶向配體類型包括：抗體類（如Trastuzumab單克隆抗體、Fab抗體片段）、肽類（如RGD、Angiopep-2、TAT肽）、糖類、小分子配體、核酸適配體（如AS1411 aptamer，靶向Nucleolin（核仁素）。

在修飾策略方面，常見的方法包括共價(jià)偶聯(lián)（如點(diǎn)擊化學(xué)、EDC/NHS反應(yīng)），可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定持久的配體連接；非共價(jià)吸附（如靜電吸附、疏水作用），便于快速構(gòu)建與后期修飾；以及基于生物素-親和素系統(tǒng)的可逆連接方式，具備高親和力、可控裝載及功能模塊切換等優(yōu)勢，為靶向載體的智能化與多功能化提供了技術(shù)基礎(chǔ)。

• 實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測，突破“靜態(tài)終點(diǎn)”

限制實(shí)時(shí)單細(xì)胞多功能分析儀能夠?qū)?xì)胞內(nèi)的關(guān)鍵生化指標(biāo)（如ATP、乳酸、Ca2、K等）進(jìn)行秒級(jí)以下的連續(xù)動(dòng)態(tài)記錄，使得研究人員可以精準(zhǔn)捕捉藥物攝取、載體釋放、信號(hào)激活等多個(gè)階段的變化規(guī)律，真正實(shí)現(xiàn)“過程可視化”。 

• 單細(xì)胞分辨率，揭示細(xì)胞群體內(nèi)異質(zhì)性

實(shí)時(shí)單細(xì)胞多功能分析儀可以精確地在單細(xì)胞層面獲取每一個(gè)細(xì)胞的狀態(tài)和藥物響應(yīng)數(shù)據(jù)，從而識(shí)別出“響應(yīng)型亞群”、“耐藥細(xì)胞亞群”甚至“潛伏型細(xì)胞亞群”。通過這些數(shù)據(jù)，研究人員可以更有針對(duì)性地篩選靶點(diǎn)、優(yōu)化遞送策略，并開發(fā)個(gè)性化精準(zhǔn)治療方案，真正體現(xiàn)“細(xì)胞分辨率精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)”的理念。

• 亞細(xì)胞水平原位分析，精確定位作用靶點(diǎn)

實(shí)時(shí)單細(xì)胞多功能分析儀可在不破壞細(xì)胞完整性的前提下，原位檢測胞質(zhì)、胞核或特定胞器中的小分子濃度及酶活性，實(shí)現(xiàn)對(duì)藥物亞細(xì)胞遞送路徑的精細(xì)解析。例如，可監(jiān)測載體是否成功逃逸溶酶體、是否進(jìn)入線粒體發(fā)揮毒性作用，為設(shè)計(jì)更高效的遞送系統(tǒng)提供可靠依據(jù)。

• 微量樣本處理，適用于稀有或臨床來源樣本

實(shí)時(shí)單細(xì)胞多功能分析儀支持在低樣本量下完成定量檢測，特別適用于難獲取的腫瘤組織、腦組織等珍貴樣本。這一特性極大拓展了其在轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)、個(gè)體化治療建模、稀有疾病研究中的應(yīng)用場景。

案例一：Advanced Materials ( IF 27.4 )  “重組角蛋白模塊化微針”, 讓腫瘤術(shù)后傷口愈合及抗癌同步進(jìn)行

2025年2月，來自西南大學(xué)的李翀教授團(tuán)隊(duì)在材料領(lǐng)域頂尖期刊Advanced Materials（IF 27.4）上發(fā)表了題為“An Integrated Modular Vaccination System for Spatiotemporally Separated Perioperative Cancer Immunotherapy”的文章。該文章主要探討了一種集成模塊化疫苗接種系統(tǒng)，旨在改善圍手術(shù)期癌癥免疫治療的效果。在此，作者報(bào)道了一種由工程化角蛋白制備的模塊化微針，該微針負(fù)載有個(gè)性化抗腫瘤疫苗——癌細(xì)胞（CM）膜包被的AS01 脂質(zhì)體（CLPs），它能夠在空間和時(shí)間上將免疫細(xì)胞活化所需的免疫治療微環(huán)境與傷口愈合微環(huán)境區(qū)分開來。

在本研究中，作者基于瑞明生物的實(shí)時(shí)單細(xì)胞多功能分析儀，在體外單細(xì)胞水平上直觀地驗(yàn)證了負(fù)載有個(gè)性化抗腫瘤疫苗——癌細(xì)胞（CM）膜包被的AS01 脂質(zhì)體（CLPs）的微針可被樹突狀細(xì)胞（DCs）靶向并攝取，為基于SRK84-T 的針根層招募DC 以最大化免疫治療效果提供基礎(chǔ)理論支撐。

圖2. D）使用實(shí)時(shí)單細(xì)胞多功能分析儀對(duì)DC 細(xì)胞攝取CLP 的定量和成像。比例尺，50 μm

2025年3月10日，西南大學(xué)藥學(xué)院李翀、澳門科技大學(xué)姜志宏共同通訊在Nature Communications上在線發(fā)表題為“Berberine-inspired ionizable lipid for self-structure stabilization and brain targeting delivery of nucleic acid therapeutics”的研究論文。研究報(bào)道了一個(gè)基于原小檗堿生物堿的四氫異喹啉結(jié)構(gòu)的可電離脂質(zhì)庫，旨在通過多巴胺D3受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用改善血腦屏障（BBB）滲透。

在本研究中，作者基于瑞明生物的實(shí)時(shí)單細(xì)胞多功能分析儀，在體外單細(xì)胞水平上直觀地評(píng)估氧化應(yīng)激和細(xì)胞內(nèi)活性氧（ROS）水平。結(jié)果顯示，BE 誘導(dǎo)的活性氧（ROS）水平顯著低于市售的MC3，這突顯了BE（-ST）有利的安全性特征。

圖3. bEnd.3 細(xì)胞中的活性氧水平。處理 2 小時(shí)、12 小時(shí)和 24 小時(shí)后的活性氧水平。數(shù)據(jù)以平均值 ± 標(biāo)準(zhǔn)差（n = 20 獨(dú)立實(shí)驗(yàn)）表示。統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著性通過雙側(cè)非配對(duì) Student's t 檢驗(yàn)確定；****P < 0.0001。

2025年4月，西南大學(xué)藥學(xué)院李翀團(tuán)隊(duì)在Nature Communications上在線發(fā)表題為“Allosteric targeted drug delivery forenhanced blood-brain barrier penetration via mimicking transmembrane domain interactions”的研究論文。該研究基于變構(gòu)識(shí)別的理念構(gòu)建了一個(gè)藥物遞送平臺(tái)，利用膜蛋白（如胰島素受體和整合素αvαvβ3）的跨膜結(jié)構(gòu)域（TMD）作為識(shí)別位點(diǎn)，并探索了其在腦部疾病治療中的潛在應(yīng)用。

在本研究中，作者使用膜結(jié)合的基質(zhì)金屬蛋白酶14（MT1-MMP/MMP14）來切割BMECs 中 IR 的胞外結(jié)構(gòu)域，以構(gòu)建缺乏IR 胞外結(jié)構(gòu)域的細(xì)胞模型。使用實(shí)時(shí)單細(xì)胞多功能分析儀測量細(xì)胞表面胰島素受體α亞基（IR-α）的表達(dá)，結(jié)果顯示，經(jīng)MMP14 處理后的細(xì)胞中IR-α 的表達(dá)量降低了23.56 倍，這與蛋白質(zhì)印跡結(jié)果一致。與正常BMECs 相比，缺乏IR-α 的 BMECs 對(duì) IEP-Lips 的攝取顯著受到抑制（p < 0.05），但對(duì)PEG-ITP-Lip 的攝取沒有顯著差異（p > 0.05）。這些發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步證明了ITP 的變構(gòu)靶向位點(diǎn)是IR 跨膜結(jié)構(gòu)域（TMD）。

圖4I. 用于測定經(jīng)或未經(jīng)基質(zhì)金屬蛋白酶14（MMP14）處理的BMEC 中 IR-α 表達(dá)水平的實(shí)時(shí)單細(xì)胞多功能分析儀的快照?qǐng)D像。比例尺= 20 μm。m 通過實(shí)時(shí)單細(xì)胞多模態(tài)分析儀測定經(jīng)或未經(jīng)MMP14 處理的BMEC 表面IR-α的表達(dá)水平。（F：細(xì)胞膜表面IR-α 的熒光強(qiáng)度；F0：培養(yǎng)皿的背景熒光強(qiáng)度）