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综述：癌症诊疗学中的碳水化合物聚合物：先进诊断与治疗的智能解决方案
【字体： 大 中 小 】 时间：2025年09月25日 来源：Biomaterials and Biosystems CS4.0
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本综述系统阐述了碳水化合物聚合物（CPs）在癌症诊疗一体化（Theranostics）中的前沿应用，强调其凭借生物可降解性、靶向递送和功能可塑性，在分子成像、药物控释（如CD44靶向）、免疫微环境调控及多模态诊疗平台构建中的核心价值，为精准肿瘤治疗提供创新策略。
癌症作为全球主要健康威胁，传统治疗手段存在靶向性差、毒副作用强及耐药性等问题。近年来，碳水化合物聚合物（Carbohydrate Polymers, CPs）因其独特的生物相容性、可降解性和化学可修饰性，成为癌症诊疗一体化（Theranostics）领域的研究热点。
天然碳水化合物聚合物（如壳聚糖、透明质酸、葡聚糖、藻酸盐）及合成衍生物通过功能化修饰，可构建多功能纳米平台。这些聚合物富含羟基、羧基和氨基等活性基团，易于与药物、成像探针或靶向分子偶联，实现肿瘤特异性积累和实时监测。例如：
透明质酸（Hyaluronic Acid, HA） 通过靶向过表达CD44受体的肿瘤细胞，增强药物递送和成像精度；
壳聚糖纳米颗粒 通过促进细胞内吞和控释，提高化疗药物生物利用度；
葡聚糖包覆的超小超顺磁性氧化铁（USPIO） 如ferumoxtran-10，已进入临床用于淋巴结转移的术前检测。
CPs基纳米系统可克服传统疗法的局限性：
增强药物溶解性与稳定性：纳米化提高疏水药物水溶性；
靶向性与减少脱靶效应：通过配体-受体相互作用（如HA-CD44）实现肿瘤特异性递送；
克服多药耐药（MDR）：刺激响应性释放（如pH、酶触发）避免药物外排泵激活；
联合治疗平台：整合化疗、基因治疗（siRNA递送）、光热疗法（PTT）及免疫调节功能。
乳腺癌治疗面临获得性耐药和复发挑战。CPs基纳米系统通过以下策略提升疗效：
HER2靶向递送：HA修饰的纳米粒特异性结合HER2过表达细胞；
激素疗法增强：壳聚糖纳米载体负载他莫昔芬，改善药物肿瘤内蓄积；
CDK4/6抑制剂控释：多糖基水凝胶实现持续局部释放，减少系统毒性。
结肠癌发病率攀升，现有疗法对患者生存率改善有限。CPs凭借结肠特异性酶（如偶氮还原酶）响应性及黏液黏附性，设计口服靶向系统：
pH敏感壳聚糖微球：在结肠酸性环境下释放药物；
葡聚糖-药物偶联物：被肿瘤相关巨噬细胞摄取，诱导免疫原性细胞死亡；
藻酸盐水凝胶：负载5-氟尿嘧啶（5-FU）并联合成像探针，实现诊疗同步。
CPs直接调控肿瘤微环境（TME）：
激活先天免疫：β-葡聚糖结合巨噬细胞表面Dectin-1受体，促进M1型极化及细胞因子分泌；
增强适应性免疫：壳聚糖纳米粒作为抗原佐剂，提升CD8+ T细胞应答；
逆转免疫抑制：HA降解产物抑制调节性T细胞（Treg）功能，恢复抗肿瘤免疫力。
CPs基诊疗平台整合诊断与治疗功能：
多模态成像：如近红外荧光（NIRF）/磁共振（MR）双模态探针（如Cy5.5标记的HA纳米粒）；
治疗同步监测：实时追踪药物释放及肿瘤消退（如SPIONs用于MR成像与磁热疗）；
个性化医疗：根据患者特异性生物标志物设计刺激响应性纳米系统（如MMP-2酶切触发释药）。
部分CPs基制剂已进入临床试验：
Ferumoxtran-10（葡聚糖包覆USPIO）：用于胰腺癌淋巴结转移诊断；
HA-紫杉醇 conjugate（ONCOFID?-P）：局部治疗膀胱癌；
壳聚糖/siRNA复合物：针对KRAS突变结肠癌的基因治疗试验。
尽管CPs前景广阔，仍面临以下挑战：
规模化生产与质量控制：天然聚合物批次间差异需标准化工艺；
体内代谢机制不明：需明确降解产物与免疫系统互作机制；
临床转化壁垒：复杂审批流程及长期安全性验证。
未来方向包括开发智能响应材料（如多重刺激响应系统）、联合免疫疗法及利用人工智能优化纳米设计。
碳水化合物聚合物通过其多样性、安全性和功能可编程性，推动了癌症诊疗向精准化、个性化发展。从基础递送系统到智能诊疗平台，CPs在改善治疗指数、实时监测及免疫调控方面展现出不可替代的优势。随着糖生物学与纳米技术交叉融合，下一代CPs基诊疗工具有望彻底变革癌症临床管理策略。
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