近日，東南大學生物科學與醫(yī)學工程學院葛麗芹教授團隊在國際著名期刊《Chemical Engineering Journal》上發(fā)表了題為“Engineering microcapsules with immune modulatory properties: Applications in cancer, inflammation, and autoimmunity”的綜述，總結(jié)了近年來免疫調(diào)節(jié)微膠囊在設計、主要特性和應用方面的進展，突出了其在治療癌癥、炎癥和自身免疫性疾病方面的潛力。
類似于在宏觀尺度上將不同的固體或液體儲存在容器中以保護它們免受環(huán)境影響，微膠囊是在微米尺度上利用另一種材料（如高分子、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)等）對物質(zhì)進行包封，從而形成具有特定微觀結(jié)構(gòu)的顆粒（圖1）。與結(jié)構(gòu)均一的微球不同，微膠囊是異質(zhì)顆粒，通常由包覆著固體、液體或氣體的殼層和核心組成。殼層不僅能保護核心物質(zhì)，還可用于藥物的包載和控制釋放；而核心部分則含有被包封的物質(zhì)，可呈水溶液狀態(tài)或固態(tài)。因此，這類中空結(jié)構(gòu)的微膠囊在生物醫(yī)學領域中，尤其是在藥物和治療物質(zhì)遞送方面具有重要應用，其顯著優(yōu)勢包括：(i) 可在惡劣的生理條件下保護核心物質(zhì)；(ii) 實現(xiàn)受pH值或溫度等因素觸發(fā)的控制釋放；(iii) 提升生物相容性（如生物涂層、黏附性增強及靶向性提升）；(iv) 提高穩(wěn)定性（延長血液半衰期并防止聚集）。近年來，隨著對免疫系統(tǒng)在疾病發(fā)生與防御中的深入理解，以及安全、具有生物相容性的微載體的出現(xiàn)，免疫治療正在迅速發(fā)展，并有望徹底改變包括癌癥、感染性疾病和炎癥性疾病在內(nèi)的多種疾病的傳統(tǒng)治療方式。例如，微膠囊可被設計為免疫刺激平臺，直接調(diào)節(jié)樹突狀細胞（DC）或巨噬細胞等免疫細胞，從而重塑疾病處免疫抑制的微環(huán)境。含有抗炎成分的微膠囊，不論是包封在核心中還是修飾于殼層上，都可作為免疫抑制系統(tǒng)的一部分，用于減輕炎癥、促進組織再生和異種移植。這些免疫調(diào)節(jié)型微膠囊顯著增強了自身免疫性/炎癥性疾病以及癌癥治療的效果。
圖1. (A) 宏觀尺度下材料的儲存與微米尺度下材料在微膠囊中的包封示意圖。(B) 微球與微膠囊的結(jié)構(gòu)比較。(C) 微膠囊的優(yōu)勢包括：在生理條件下的保護作用、可控釋放、穩(wěn)定性增強以及相容性提升。（圖源Chemical Engineering Journal）
本綜述總結(jié)了近年來關于具有免疫調(diào)節(jié)功能微膠囊的設計研究，涵蓋天然免疫調(diào)節(jié)微膠囊與負載免疫調(diào)節(jié)分子的微膠囊兩大類。除酵母和花粉微膠囊等天然材料外，過去二十年中，合成免疫調(diào)節(jié)微膠囊的研究也取得了顯著進展。這些具備固有免疫調(diào)節(jié)功能的合成微膠囊主要通過表面工程、免疫調(diào)節(jié)構(gòu)建單元的設計、以及物理特性調(diào)控等策略制備而成。此外，作為重要的藥物遞送系統(tǒng)，微膠囊還可包載多種免疫調(diào)節(jié)分子，包括多肽、蛋白質(zhì)、DNA/RNA、免疫調(diào)節(jié)藥物，甚至細胞或細菌，從而實現(xiàn)對天然免疫和適應性免疫系統(tǒng)的調(diào)節(jié)。隨后，重點介紹了基于微膠囊的免疫調(diào)節(jié)在自身免疫/炎癥性疾病及癌癥中的應用，包括巨噬細胞極化、炎癥因子的調(diào)控、以及T細胞的耐受與激活（圖2）。最后，該綜述討論了該領域未來的發(fā)展前景與面臨的挑戰(zhàn)。
圖2. 免疫調(diào)節(jié)微囊的開發(fā)策略及其在炎癥、自身免疫和癌癥治療中的應用 （圖源Chemical Engineering Journal）
東南大學生物科學與醫(yī)學工程學院博士生譚鑫為第一作者，葛麗芹教授為本論文的通訊作者。
原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.161208
