附属北京天坛医院王伊龙团队联合清华大学《Cell》独辟蹊径,开发脑内药物高效递送新方式——颅骨骨髓免疫细胞载药靶向脑内病灶
1月17日,首都医科大学附属北京天坛医院神经病学中心、国家神经疾病医学中心王伊龙团队联合清华大学张明君团队在《Cell》在线发表题为“Nanoparticles hijack calvarial immune cells for CNS drug delivery and stroke therapy”的研究成果。该研究发现通过颅骨内注射白蛋白纳米颗粒,可高效“劫持”颅骨髓系免疫细胞;这些载药细胞能绕行血脑屏障、经颅骨骨髓-硬脑膜-类淋巴系统快速迁移至中枢神经性系统病灶,并将药物递送至受损神经元,实现急性和长期神经保护效果。清华大学高喜泽博士、附属北京天坛医院/神经疾病国家临床医学研究中心刘向荣研究员、附属北京天坛医院王楠星博士为共同第一作者。附属北京天坛医院、国家神经疾病医学中心王伊龙教授(末位通讯)、清华大学张明君教授为共同通讯作者。

血脑屏障(BBB)是中枢神经系统药物研发的主要障碍,现有治疗手段大多依赖于直接突破血脑屏障,但存在安全隐患及递送效率受限的问题。此前,王伊龙团队研究发现,可借助颅骨骨髓与硬脑膜之间的天然微通道实现药物递送入脑,首次提出经颅骨骨髓-硬脑膜-类淋巴系统绕行血脑屏障给药的新理论,并建立了适用于动物及人体的关键技术体系(EbioMedicine 2025)。然而,药物靶向的特异性不足常常导致不良反应,大多数神经疾病存在区域特异性易感性,使得这类不良反应尤为棘手。
附属北京医院王伊龙团队联合清华大学张明君团队,借助微纳机器人思想,将白蛋白纳米颗粒经颅骨骨髓微创注射方式直接送入颅骨骨髓腔内。实验结果显示,这些纳米颗粒可被颅骨骨髓免疫细胞高效摄取,形成“颅骨免疫细胞微纳机器人”,并沿前颅骨-脑膜微通道向中枢神经系统迁移。在啮齿类动物脑卒中发生后,迁移显著增强,并在脑膜、脑卒中病灶区高度富集。在给药剂量低至传统静脉注射的1/15情况下,经颅骨骨髓给与脑细胞保护剂仍能显著减小脑梗死体积、缓解脑水肿,明显改善神经功能,并表现出28天长期预后改善效果。团队开展了经颅骨骨髓-硬脑膜-胶质淋巴系统给药技术首次应用于人体的探索性临床研究(SOLUTION 试验),纳入20例恶性大脑中动脉梗死患者。结果提示手术耐受性和安全性良好,在神经功能恢复方面呈现出积极趋势,为该策略的临床转化提供了初步依据。
该研究揭示并验证了通过基于颅骨骨髓-脑膜微通道与免疫细胞“载药”的新型递药机制,为基于颅骨骨髓-硬脑膜-胶质淋巴系统的中枢神经系统疾病治疗提供了新工具,拓展了中枢神经系统精准用药的基础理论与技术平台。经颅骨给药策略具有通用性与可扩展性,为中枢神经系统疾病的治疗及机制研究提供新范式。

图1 颅骨骨髓免疫细胞递送纳米颗粒至脑实质病灶

图2 经颅骨骨髓给药治疗大面积脑梗患者的临床可行性、安全性及探索性疗效
该研究受国家自然科学青年科学基金A类(82425101)、科技部国家重点研发计划颠覆性技术创新项目(2022YFF1501500)及“智能机器人”专项(2023YFB4705500)等项目支持。

王伊龙,主任医师,教授,博士生导师。现任首都医科大学附属北京天坛医院常务副院长、神经病学中心首席科学家,国家神经疾病医学中心副主任,天坛罕见神经疾病临床与转化中心主任。国家青年科学基金(A类)及首批延续资助获得者,北京学者,第三届新基石研究员。兼任中华医学会神经病学分会副主任委员,国家卫生健康委百万减残工程专家委员会副主任委员,中国卒中学会青年工作委员会执行理事长。长期致力于脑小血管病与中枢淋巴循环系统、神经系统罕见病的临床及转化研究。相关成果以通讯作者发表于《New Engl J Med》《JAMA》《BMJ》《Cell》等权威期刊,研发2类新药2项、1.1类新药1项、3类医疗器械2项。以第一完成人获得教育部科学研究优秀成果奖特等奖。
撰稿:刘向荣
排版:王婉婷
审核:王伊龙、曲爱娟