《Biochemical and Biophysical Research Communications》：Nanocarrier-enabled chemotherapy and diagnostics in respiratory diseases
编辑推荐：
呼吸系统疾病如哮喘、COPD等传统疗法存在生物利用度低、副作用大等问题，纳米载体通过靶向递送、智能响应和减少系统暴露提升疗效，并推动肺给药系统及生物传感器等新兴领域发展。
作者列表：
Ankit Raj | Pradip Nirbhavane | Atin Kalra | Satish Sardana
印度哈里亚纳邦古鲁格拉姆阿米蒂大学阿米蒂药学院，邮编122413
摘要
哮喘、慢性阻塞性肺病（COPD）、结核病、肺炎和肺癌等呼吸系统疾病是全球范围内导致高发病率和死亡率的重大健康问题。传统的抗生素和皮质类固醇治疗方法存在生物利用度低、全身性副作用以及患者依从性差等局限性。肺部药物递送系统作为一种有前景的替代方案，能够实现药物在目标部位的精准释放，加快药效发挥，并降低全身暴露风险。纳米载体进一步增强了治疗效果，因为它们能够穿越肺部生物屏障，保护药物免受降解，并在目标位置实现可控释放。智能纳米载体还能响应内部刺激（如pH值和氧化还原状态），以及外部刺激（如温度和光照），为下一代抗癌药物及自身免疫性疾病和传染病治疗提供了新的方法。智能纳米颗粒在针对炎症或恶性肺组织的精准治疗方面具有巨大潜力，这些新技术有望革新治疗策略，提高疗效同时减少不良反应。本文还探讨了新型药物递送策略，以解决现有治疗方法的局限性，为未来更高效的治疗手段奠定基础。
章节摘要
引言：呼吸系统疾病
影响肺部器官和组织以及呼吸道系统的疾病被称为呼吸系统疾病。这些疾病会引发呼吸困难，从而干扰体内的气体交换。肺癌、流感、肺炎、哮喘、结核病和慢性阻塞性肺病（COPD）是最常见的呼吸系统疾病[1]。每年有400万人因慢性呼吸系统疾病而过早死亡，其中儿童和婴儿的占比尤为突出。
肺部药物递送系统（PDDS）
肺部药物递送系统（PDDS）主要用于将化疗药物直接递送到肺部表面。通过将药物直接输送到作用部位，可以减少用药剂量以实现预期药效。PDDS的优势包括非侵入性给药方式、快速起效、精准靶向以及较低的全身性副作用等[10]。
2.1 定量吸入器（MDI）：定量吸入器（MDI）是一种加压装置，用于...纳米技术作为肺部疾病诊疗平台
纳米材料（NP）为呼吸系统疾病的治疗开辟了新途径，因为它们能高效地将药物输送到作用部位。纳米颗粒可通过增强X射线成像或MRI技术改善肺部疾病的诊断效果。此外，纳米材料在免疫原性物质的递送及纳米疫苗开发中也发挥着关键作用。纳米颗粒还可负载DNA，作为基因传递载体...
纳米载体的理化特性对肺部药物分布和毒性的影响
纳米颗粒的尺寸、表面电荷、形态和表面涂层等理化特性对其肺部毒性和分布具有重要影响。例如，粒径小于200纳米的纳米颗粒能够进入深部肺泡区域，这不仅提高了药物递送效率，但也增加了细胞和全身毒性风险（如图4所示）。表面...
纳米颗粒在呼吸道中递送药物所面临的挑战
呼吸系统疾病的药物递送策略面临诸多挑战。气流、颗粒大小和黏液纤毛清除机制等因素使得纳米颗粒在肺部有效沉积变得困难。复杂的呼吸道结构（包括黏液层和上皮细胞）进一步增加了纳米颗粒的渗透难度[70]。此外，纳米颗粒的生物相容性也是需要考虑的因素...
基于纳米技术的进展
为确保药物从载体向目标部位实现可控释放，研究人员最近设计了智能纳米颗粒[39]。在某些肺部疾病（如肺癌和急性肺损伤）中，由于代谢环境偏酸（pH值低），纳米颗粒的设计更加重要。为改善药物递送和治疗效果，多项研究利用了这一特性，开发出多种pH响应型药物递送装置[40]。
新兴领域
生物传感器、设备与制剂兼容性以及绿色合成策略等新兴领域值得深入研究，因为它们有望通过早期检测、优化药物递送和开发环境友好型纳米载体来改变呼吸系统疾病的管理方式。生物传感器可以从呼出的气体、血液或痰液中实时检测呼吸系统疾病的生物标志物，且不会造成患者不适[78]。基于纳米技术的生物传感器...
未来展望
肺部药物递送系统（PDDS）、纳米载体疗法和基于纳米技术的诊断技术具有巨大潜力，可通过改进诊断方法、提高治疗效果和患者依从性，以及减少全身性副作用和医疗成本来改变呼吸系统疾病的治疗方式。纳米生物传感器和量子点有望实现哮喘、COPD、肺癌和结核病（TB）等疾病的超灵敏早期检测...
结论
纳米技术在解决传统口服和注射疗法的局限性（如生物利用度低、全身性副作用和非特异性靶向问题）方面具有巨大潜力。脂质体、聚合物纳米颗粒、树状大分子和量子点等纳米载体可将药物直接递送到肺部组织，实现可控释放和局部作用。此外，智能纳米载体还能实现早期和准确的疾病监测...
CRediT作者贡献声明
Ankit Raj：撰写初稿、方法设计、实验设计、概念构思。
Pradip Nirbhavane：审稿与编辑、监督工作、方法设计、概念构思。
Atin Kalra：审稿与编辑、数据验证。
Satish Sardana：监督工作、资源协调。
