《自然》子刊：用一勺糖实现毫米级精准靶向递药，斯坦福团队提出更安全的递送策略

在医学领域，如何让药物精准到达病灶部位一直是科学家们努力攻克的难题。传统给药方式往往导致药物在全身分布，不仅疗效有限，还可能引发各种副作用——精神类药物可能导致意识解离，止痛药可能诱发恶心呕吐，而化疗药物更是“敌我不分”地攻击健康细胞。针对这一问题，近日发布在Nature Nanotechnology的一项研究带来了突破性解决方案。

在这项研究中，研究人员成功开发出一种非侵入性给药系统，能够以毫米级精度将药物递送至体内任意靶向位置。这项技术的核心在于利用纳米颗粒封装药物，并通过超声波在目标位置精准释放药物活性成分。

令人意想不到的是，这项尖端技术的关键原料竟存在于每家每户的厨房中。研究人员发现，在纳米颗粒内添加5%的蔗糖溶液可使其在体内保持相对稳定，同时仍能响应超声波刺激。

研究团队对超声波药物递送技术的研究已持续近十年。2018年，他们曾发布该递送系统的初代版本，当时研究人员已能实现麻醉剂丙泊酚在大鼠脑部特定区域的靶向递送。但初代系统存在明显局限：生产过程复杂，需在-80℃超低温保存，且药物负载量低，在体温环境下即会开始渗漏。

“初代系统的临床转化价值相当有限，”研究主要作者，斯坦福大学的Raag Airan博士坦言，“我们迫切需要另辟蹊径，因此决定重新开始研发。”

研究团队转而采用磷脂外壳的纳米颗粒——即脂质体技术，这与新冠疫苗中封装mRNA的技术如出一辙。Airan博士指出：“疫情催生了完整的脂质体生产工艺体系，如今我们已完全掌握其制备技术。”

新型纳米颗粒以水溶性液态为核心，药物可高效载入其中。然而，纳米颗粒必须具备超声可辨识性，即其声阻抗必须与周围介质存在差异。研究团队尝试在纳米颗粒的液态核心中添加各种常见物质——从聚合物到盐类等各种实验室现成的材料——用以调节其对超声波的响应特性，但效果均不理想。

转机出现在Airan博士下厨时的一个灵光乍现：“什么物质能增加密度和粘稠度？对，糖就可以实现。”经过系统测试不同种类和浓度的糖类，研究人员发现：在纳米颗粒的液态核心中添加5%蔗糖溶液，能在超声波响应性和体温稳定性之间达到最佳平衡。

图片来源：123RF

在大鼠实验中，研究人员比较了注射游离态氯胺酮与5%蔗糖纳米颗粒封装氯胺酮的体内分布情况。结果显示，在未施加超声波的情况下，纳米颗粒组大鼠各器官中的氯胺酮浓度均不足游离组的一半。

当对特定脑区施加超声波时，该区域药物浓度达到其他脑区的三倍。通过将氯胺酮靶向释放至调控情绪的关键脑区——内侧前额叶皮层，研究人员成功缓解了大鼠的焦虑行为——与游离氯胺酮或生理盐水对照组相比，靶向治疗组大鼠在实验箱中心区域（低压力指标）的活动时间显著延长。

这项技术的另一重要应用是精准镇痛。研究团队利用该递送系统将局麻药靶向递送至特定神经，仅需2.5分钟超声处理，即可诱导至少持续1小时的局部麻醉效果。与传统局麻药需要在痛源部位注射不同，新系统只需在体表无创施加超声波，大大减轻患者不适。

研究团队计划在获得FDA批准后开展首项人体临床试验，将利用氯胺酮靶向调控慢性疼痛患者的情绪感知。与数年前医药公司对初代技术望而却步不同，如今这项基于普通食糖的技术展现出极强的转化潜力。

“我们能够实现治疗效果最大化，同时将脱靶效应降至最低。”Airan博士表示。这项突破不仅为精神类药物、止痛药和化疗药物等提供了全新的精准递送方案，并且有望显著提升多种药物的安全性和有效性，更可能彻底改变未来药物治疗的范式。

参考资料：

[1] Purohit, M.P., Yu, B.J., Roy, K.S. et al. Acoustically activatable liposomes as a translational nanotechnology for site-targeted drug delivery and noninvasive neuromodulation. Nat. Nanotechnol. (2025). https://doi.org/10.1038/s41565-025-01990-5

[2] Ultrasound could deliver drugs with fewer side effects. Retrieved August 19, 2025 from https://www.eurekalert.org/news-releases/1094638

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