乳腺癌作为威胁全球女性生命健康的第一大癌症亟需更加精准有效的治疗。由于细胞 膜仿生技术有更高的靶向性、低毒性，同时能逃避机体的免疫清除显示出了广泛的临床应 用前景。该文综述了当前细胞膜仿生技术在乳腺癌中的研究现状、挑战及前景，旨在进一 步推动细胞膜仿生技术在临床上的应用。
姜月,高源,张聚良.细胞膜仿生技术在乳腺癌应用领域的研究进展[J/OL].重庆医学,1-9[2024-03-04].
2020 年国际癌症研究机构最新研究报告显示，乳腺癌是全球发病率最高的恶性肿瘤，约占癌症总发病的 11.7%，其在女性癌症中死亡率第一[1-2]。乳腺癌是一种起源于乳腺导管上皮细胞的高度异质性的疾病。传统药物靶向能力低、不良反应大。而纳米材料作为药物载体可以提高药物的吸收利用率，实现高效靶向药物递送，延长药物半衰期。但其缺乏特异性、生物分布较差，导致癌症治疗的低效性而阻碍了纳米材料在临床上的广泛应用。细胞膜仿生功能为纳米材料提供了良好的生物相容性和肿瘤靶向性，受到了越来越多的研究关注。细胞膜仿生纳米载体（CMCNs）可以直接复制细胞膜的功能，具有延长循环时间、抵抗免疫原性、降低纳米材料毒性、保护药物不被降解及特异性靶向等特点[3-4]。在基础研究中使用多种细胞膜作为 CMCNs 药物递送载体，在癌症治疗中发挥重要作 [5-6]。在此，本文综述了基于 CMCNs 治疗乳腺癌的研究及相关进展，旨在推进 CMCNs 在乳腺癌领域的临床应用。
CMCNs 中不同细胞膜的特点
不同细胞膜可赋予该体系不同功能，产生不同的体内行为。CMCNs 最大优势是延长药物外周血循环作用时间，避免免疫系统清除，增强靶向化疗的高渗透性及长滞留效应[3, 6]。红细胞膜由于其易于分离提取纯化，是最早应用于 CMCNs 的细胞膜。红细胞膜上表达的分子将病原体吸引到细胞表面，通过氧化作用杀死病原体[7]。它的优势在于延长纳米材料在体内的循环时间，但缺乏肿瘤靶向性[8-9]。
由于癌细胞的增殖能力强，体外培养易获得且具有肿瘤靶向能力使癌细胞膜成为CMCNs 最理想的选择。癌细胞膜表面的肿瘤特异性抗原和黏附分子过表达，促进同源细胞的黏附。有研究证实，相同癌细胞的自我识别能力导致体内同源肿瘤的高度自我靶向性，甚至能与异型肿瘤竞争，增强药物向靶部位的递送效率[10-11]。
进入人体外周血的肿瘤细胞称为循环肿瘤细胞（CTC）。这些细胞可以通过循环系统到达远处组织并增殖形成转移。CTC 通过与血小板相互作用进一步诱导 CTC 黏附于内皮细胞，保护肿瘤细胞免受宿主免疫监视，从而促进肿瘤转移[12]。而使用血小板膜作为仿生纳米载体可以选择性地黏附在肿瘤组织或受损的血管内皮上[13]，靶向并清除 CTC，同时能够逃避巨噬细胞的检测[14]。
中性粒细胞膜的 CNCNs 其肿瘤靶向依赖于肿瘤类型，在富含中性粒细胞的肿瘤中更有效[15]。然而中性粒细胞目前无法体外培养且半衰期仅为 7 h，因此作为药物递送载体受到限制[16]。巨噬细胞膜有助于细胞黏附并吞噬或清除人体内的异物、细菌、病毒或其他病原体[17-18]，同时避免被免疫细胞识别，不会丧失其肿瘤归巢效应[18]。
CMCNs 在乳腺癌化疗中的应用
化学疗法是乳腺癌重要的系统治疗手段之一，但化疗药物无靶向性，毒副作用较大且明显降低免疫力。CMCNs 与化疗联合能增强药物的靶向性，明显降低化疗药对癌旁组织的损伤[19]。
SU 等[6]设计了一种红细胞膜包被紫杉醇的纳米粒子并与肿瘤穿透肽 iRGD 联合用药。给药 24 h 后，细胞膜包被组的紫杉醇药物浓度是无膜包被组 1.99 倍，这显示出细胞膜包被后紫杉醇在血液循环中的滞留效应明显增强。相比膜包被组不联合 iRGD，联合给药可以明显增强对乳腺癌肺转移灶的治疗疗效，且组织学证实渗入的是肺移转移灶而非正常肺实质。这种差异可能主要是由于实体瘤血管的特殊性造成的，乳腺肿瘤的血管异常、纤维化和间质基质，形成经毛细血管运输屏障，限制了药物长循环的渗透，同时含有大量血流的肺可能更有利于药物的肺分布。
GONG 等[20] 制备了 RAW264.7 和 4T1 细胞混合膜包被聚丙交酯-乙交酯（PLGA），负载多柔比星。根据大鼠肺转移模型肿瘤荧光定量分析，与生理盐水组相比，癌细胞膜包被组、巨噬细胞膜包被组及混合膜包被组中乳腺癌肺部转移灶数量分别减少 80.6%、77.8%和88.9%。该数据表现出混合膜在 CMCNs 技术中靶向性优于单一细胞膜，在非癌组织中富集减少。这可能归因于高分散性、小尺寸和低血管化极限及靶向纳米材料对转移性肿瘤部位的可及性。
用中性粒细胞膜包覆 PLGA，装载第二代蛋白酶体抑制剂卡非佐米，同样能够持续靶向 CTC，抑制早期乳腺癌转移灶的形成[16]。通过活体低细胞术检测给药后 30 min 内小鼠血循环药物捕获 CTC 的数量，膜包被组捕获了（29±10）个双阳性信号峰，约占通过的CTC 总数的 25%；无膜包被组仅捕获（1±1）个双阳性峰。在小鼠乳腺癌肺转移模型中，直接使用卡非佐米并未观察到对肺转移灶的抑制作用，而使用膜包被组相比生理盐水组转移灶减少 87.2%。进一步提示在：化疗领域中 CMCNs 最大的优势在于其可以赋予药物靶向性，而拥有靶向性的药物在癌旁组织中富集减少进而降低剂量限制性毒性。所有这些数据表明，膜包被组对 CTC 的细胞毒性在血液中基本保持，这可能归因于新技术在 CTC 中的选择性结合和内化。
KUMAR 等[21]构建了乳腺癌脑转移模型，使用癌细胞膜包被 PLGA 负载的多柔比星给药后，结果显示颅内膜包被组荧光强度为无膜包被组荧光的 2 倍（P＜0.001）。证实了这一载药系统可以进入颅内病灶实现同型肿瘤病灶的靶向性，并在循环中提供隐身特性来增强脑细胞摄取[22]。在 24、48 h 的荧光成像中显示无差异，这可能是由于脑中的液体运动缓慢。纳米材料的清除率取决于纳米材料通过间质液到脑毛细血管的运动[22]。脑转移一直是乳腺癌中棘手的问题，有必要深入研究来探索其在靶向脑转移乳腺肿瘤进行成像和治疗方面的真正潜力。
CMCNs 在乳腺癌光热治疗中的应用
光热治疗法是通过较高光热转换效率的材料注入体内，在近红外光照射下将光能转换为热能来杀死肿瘤细胞并抑制肿瘤复发和转移[23-24]。由于近红外光在体内的穿透深度浅，故光热治疗法特别适合乳腺癌等相对浅表的肿瘤，但其靶向性差且对正常组织有一定程度损伤[25]。CMCNs 与光热治疗法联合应用，能增强治疗的靶向性，降低了对癌旁组织和正常组织的损伤且疗效得到明显提升[26]。
REN 等[27]使用红细胞膜包被 Fe3O4 磁性纳米团簇 (Fe3O4MNC），通过给小鼠乳腺癌肺转移模型施加激光照射，观察到无膜包被组温度从 33 ℃增加到 46 ℃，膜包被组比无膜包被组高出 5.4 ℃。这表明 CMCNs 联合 Fe3O4MNC 能够在体内有效地将光转换为热，并表现出比单一 Fe3O4MNC 更高的光热效应，这可能是因为 CMCNs 使肿瘤部位蓄积，使其具有更好的生物分布。
ZHAO 等[28]使用癌细胞膜包被黑磷量子点，并对小鼠进行腹腔注射抗 PD-L1 的药物。黑磷量子点的局部光热治疗法与细胞程序性死亡-配体 1（PD-L1）免疫治疗相结合能明显的抑制肿瘤的生长，同时浸润性 CD8+T 细胞最多，这是通过调节免疫抑制肿瘤微环境，促进全身抗肿瘤反应。新一代光热转化剂的金纳米笼包被巨噬细胞膜同样也用于体内光热癌症治疗[29]也证实了 CMCNs 具有良好的靶向肿瘤能力。
CMCNs 在乳腺癌光动力治疗中的应用
光动力疗法是利用光动力效应，使用特定波长照射肿瘤部位活化光敏药物并将能量传递给组织周围的氧，产生细胞毒性较强的单态氧，抑制并杀死肿瘤细胞。但由于光动力疗法消耗氧，形成低氧环境，导致低氧诱导因子等多种活性分子增多，诱导肿瘤血管生成，加速肿瘤生长和转移[30]。CMCNs 与光动力疗法联合，通过 CMCNs 持续输送氧气，扭转缺氧状态从而明显增强光动力疗法作用。
FANG 等[31]设计了一款仿生氧传递纳米探针，癌细胞膜包被人血清蛋白–吲哚菁绿–全氟三丁胺（HSA–ICG–PFTBA@CM）。相比于其他溶剂，全氟三丁胺对氧的溶解度极高，是氧气输送的理想载体[32-33]。文中通过缺氧探针行免疫荧光染色确认氧浓度，膜包被组注射后 24 h 显示缺氧组织从 87.4%减少到 8.3%，而无膜包被组和无全氟三丁胺组的缺氧改善较少。全氟三丁胺可以在保证光动力疗法的治疗效果的同时改善肿瘤部位的缺氧，从而持续抑制肿瘤生长。由此：纳米探针可能具有临床转化为有效氧传递剂的潜力，用以缓解肿瘤缺氧，增强光动力疗法的肿瘤杀伤能力。
LI 等[34]构建了基于卟啉的纳米材料，同时装载葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶，并用癌细胞膜包被。纳米材料组有光照组、膜包被组无光照组和有光照组下的抑癌率分别达到67.5%、54.4%和 97.1%。结果显示基于消耗肿瘤内葡萄糖的癌症饥饿疗法和光动力疗法放大协同治疗效果明显。其中级联放大效应是通过催化内源性过氧化氢生成氧气促进微环境氧化，从而加速细胞内葡萄糖的分解，并在光照下增强 1O2的生成。
CMCNs 在乳腺癌其他治疗中的应用
在其他治疗领域包括肿瘤免疫治疗、转分化、增强靶向能力等方面都得到了广泛研究。
JIN 等[35]发现癌细胞膜包被 PLGA 可以抑制人乳腺成纤维细胞介导的癌细胞迁移。与生理盐水组相比，膜包被组小鼠淋巴结的 CD4+T 细胞，脾脏和淋巴结中 CD8+T 细胞明显升高。证明了在免疫活性小鼠中有增加细胞毒性 T 淋巴细胞数量的能力。该特性在个性化癌症疫苗诱导癌症特异性免疫反应中有巨大潜力[36]。
LIU 等[37] 设计了一种癌细胞膜包被有机硅内含氧化铈及多柔比星（T-CeNP）。使用来自 4T1 细胞的条件培养基驱动 NIH3T3 细胞转分化为癌症相关成纤维细胞，NIH3T3 在与T-CeNP 孵育 48 h 后表现出类似成癌症相关成纤维细胞的表型。乳腺癌肝转移模型中，与生理盐水相比，T-CeNP 组肝转移率降低 82.0%。这表明该新型药物有效抑制多柔比星诱导的癌症相关成纤维细胞转分化，并促进了癌症相关成纤维细胞向正常成纤维细胞的重编程。
基于优化靶向治疗，CAO 等[38] 使用巨噬细胞膜包被 pH 敏感的脂质体内含恩美曲妥珠单抗（T-DM1），在小鼠乳腺癌肺转移模型中，膜包被组对乳腺癌肺转移的抑制率为87.1%，比 T-DM1 脂质体组高 1.88 倍（P<0.01）。证实膜包被组有效地提高了该药物对肺转移灶的特异靶向性，提示目前针对 HER2 阳性乳腺癌的靶向治疗的效果并未优于细胞膜提供的靶向能力。
CMCNs 在乳腺癌分子成像方面的应用
在不同种类的功能性无机纳米颗粒中，上转换纳米颗粒具有优越的发光性能，通过上转换发光和 MRI 同时可视化肿瘤[39-40]。但由于其靶向性较差，而无法实现更为精准的肿瘤成像。联合 CMCNs 可以赋予纳米材料良好的靶向性，使实现肿瘤动态成像成为可能[41]。
LI 等[42]使用红细胞膜包被上转换纳米颗粒材料 NaGdF4:Yb，并用一种癌症靶向分磷脂聚乙二醇叶酸（DSPE-PEG-FA）插入细胞膜中，用于三阴性乳腺癌的靶向多模态成像。小鼠乳腺癌模型中进行上转换发光成像时，无自发荧光干扰。与上转换纳米颗粒组相比，膜包被组的肝脏摄取量明显降低，且在所有时间点肿瘤部位均显示出最亮的上转换发光信号。注射后 3 小时，在肿瘤部位观察到上转换发光信号，信号至少持续 48 小时，在 36 小时达到峰值。正电子发射断层摄影术（PET）成像结果表明，与无 DSPE-PEG-FA 修饰组相比，DSPE-PEG-FA 修饰组显示出更高的示踪剂肿瘤摄取率。上转换发光纳米材料在 MRI上可见，可以将近红外辐射转换为可见光。通过这样的手段我们可以实现利用短半衰期核素标记的 CMCNs 进行肿瘤成像。
FANG 等[39]使用癌细胞膜（MDA-MB-231）同样包覆 NaGdF4:Yb，使用该 CMCNs 可以在乳腺癌小鼠模型的活体 MRI/PET/上转换发光三模态肿瘤成像，并能进一步区分乳腺癌的亚型。 文中使用红细胞膜作为对照实验观察到 红细胞膜组显示出与上转换纳米颗粒相似的肿瘤积聚，但与癌细胞膜组相比，荧光信号较低。上转换发光成像中，癌细胞膜组肝脏蓄积量远低于上转换纳米颗粒组，表明癌细胞膜涂层确实可以降低网状内皮系统的摄取。
在 PET 成像中，将药物分别注射到 MDA-MB-231 和 MCF-7 荷瘤小鼠体内，MDA-MB-231组的肿瘤部位摄取量远高于 MCF-7 组，结果与上转换发光和 MRI 成像结果一致。MDAMB-231 和 MCF‑7 模型组之间的差异证明该探针将来可以用于乳腺癌的分子分类。区分分子亚型对于分子成像技术来说是巨大的一个进步，如何更加精确的区分乳腺癌亚型及推动临床影像诊断学有待进一步的研究。
总结与展望
CMCNs 的出现确实克服了纳米材料的一些固有缺点如生物毒性、靶向性差等。一方面实现了目标药物受控释放，导致通过外周血循环在其他组织中的释放减少，减少了在正常组织和器官中的蓄积，另一方面 CMCNs 的主动靶向能力导致更多的目标药物积聚在肿瘤部位，减少了对正常组织的损害。一些初步的研究均显示，CMCNs 不但在体内体外实验中均显示出更好的抑瘤效应，同时与未包被细胞膜的粒子相比表现出更低的毒性。临床前结果令人鼓舞，CMCNs 有望在未来得到更广泛的应用。
但不可否认，CMCNs 的研究尚处于起步阶段，还没有完全发展到临床转化水平。在正式进入临床试验之前，仍有不少问题需要解决：用于分离细胞膜材料和纳米材料涂层的许多技术效率低下且耗时，不仅成本增加，也可能导致批次间的差异，均一性差；而为保存细胞膜上蛋白活性，一般采取现制备现使用的方法，量化生产及储存仍旧还是一个难题；应开发优化的提取技术，以获得足够的细胞膜等。只有突破以上这些瓶颈问题，才有可能在临床中得到广泛应用。
由于包覆在纳米材料上的细胞膜具有更好的隐形性和靶向性，细胞膜包裹的纳米材料具有巨大的转化效益。在乳腺癌的治疗及应用方面，仅对原有的药物如紫杉醇或多柔比星进行包覆伪装，都能起到改善药物对乳腺肿瘤的杀伤能力及降低药物副作用的效果，尤其是对于乳腺癌的远处转移，也表现出优秀的抑瘤效应。目前各种科学研究利用不同纳米材料的特性结合光疗法包括光热治疗法和光动力疗法同时联合化疗或其他抑瘤手段同时对肿瘤进行杀伤抑制。CMCNs 将成为一种很有前途的药物递送平台，这样的递送平台进一步推进了乳腺癌个体化精准治疗的应用。
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苏公网安备 32059002004080号
