[背景介绍]
心血管疾病是世界范围内的主要死亡原因,严重威胁人们的身心健康。生物标志物是一类源于病理性微环境的分子,在心血管疾病发生、发展过程中高表达,具有极高的诊断和治疗价值。近年来,大量的研究报道了各种响应于内源性生物标志物的纳米材料在心血管疾病诊断和治疗中的应用,证明内源性生物标志物响应性的纳米材料已成为心血管疾病诊疗的重要工具。

图1. 示意阐述内源性生物标志物响应的纳米材料在心血管疾病诊疗中的应用
近日,青岛大学付钦瑞教授团队在智能纳米诊疗的前期基础上(Adv. Funct. Mater., 2023, 33, 2206300; Angew. Chem. Int. Ed., 2022, 61, e202112237; Angew. Chem. Int. Ed., 2022, 61, e202213319; Adv. Mater., 2019, 31, 1805875; Nano Today, 2021, 36, 101014, Theranostics, 2023; 13, 483-509)继续在国际顶级期刊《Advanced Functional Materials》(中科院一区,IF = 19),发表了题为“Nanomaterials Responsive to Endogenous Biomarkers for Cardiovascular Disease Theranostic”的文章。综述了内源性生物标志物在桥联纳米材料和心血管疾病间的重要作用,及内源性生物标志物响应的纳米材料在心血管疾病诊疗中的应用 (图1)
[研究的主要内容]
文章第一部分详细介绍了9种内源性生物标志物(pH, 活性氧, 脂质, 酶, 巨噬细胞受体, 内皮下膜组分, 血小板受体, 炎症因子, 骨桥蛋白)在桥联纳米材料和心血管疾病中的媒介作用。

图 2. 心血管疾病的酸性病理微环境在桥联纳米材料与心血管疾病中的媒介作用。
文章第二部分介绍了内源性生物标志物响应的纳米材料在心血管疾病诊断上的应用,包括荧光成像,光声成像,磁共振成像,超声成像,多模态成像和即时检验。

图3. 内源性生物标志物响应的纳米材料在心血管疾病诊断中的应用。
文章第三部分介绍了内源性生物标志物响应的纳米材料在心血管疾病治疗上的应用,包括基因治疗,药物治疗,超声治疗,光学治疗,协同治疗和诊疗一体化。

图 4. 内源性生物标志物响应的纳米材料在心血管疾病治疗中的应用。
文章第四部分对内源性生物标志物响应的纳米材料在心血管疾病中的应用进行了总结与展望。作者认为尽管目前纳米材料在心血管疾病诊疗中取得了很大进步,但仍然有需要改进的空间。例如为了进一步提高纳米材料在病理微环境中的特异性和靶向性,有必要设计响应于多种生物标志物的纳米材料。纳米材料用于心血管疾病的早期分层和实时疗效评估也是一个有前景的研究方向。总之,近年来,内源性生物标志物响应的纳米材料受到了科学家的广泛关注,并在基础研究中取到了良好的效果。作者相信这种积极态势将有利于纳米材料向临床转化,最终造福于心血管疾病患者。
[小结]
心血管疾病一直是导致全球数百万人死亡的头号病因。响应于内源性生物标志物的纳米材料在心血管疾病的诊断和治疗中表现出巨大的潜力。在本文中,作者总结了各种心血管疾病病理微环境中的内源性生物标志物,以及多种响应于内源性生物标志物的纳米材料在心血管疾病诊断和治疗中的应用,并指出开发多种生物标志物响应,实时疗效评估的纳米材料是其今后的重要研究方向之一。