中枢神经系统淋巴瘤（CNSL）是神经肿瘤学领域中一项极具挑战性的疾病，其发病率约占颅内恶性肿瘤的4%，约为每年每百万人七例。该病具有高度侵袭性，若不进行干预，患者中位生存期仅为1.5个月，这凸显出开发有效治疗策略的迫切性。目前临床采用的治疗方法，包括高剂量化疗、靶向治疗、放射治疗及免疫治疗等，均未显著改善患者预后，多项临床试验结果显示其复发率与死亡率仍居高不下。治疗成效受限的一个重要原因在于血脑屏障（BBB）的存在——这一高度选择性界面限制了大多数治疗药物向中枢神经系统（CNS）的递送。此外，常规治疗常伴随严重不良反应，如白细胞减少、皮肤病变、脱发、恶心及疲劳等，严重影响患者的生活质量。因此，突破血脑屏障以实现药物高效靶向递送，同时减轻毒副作用并控制复发，已成为当前CNSL治疗的核心课题。

CNSL传统治疗手段以静脉给药为主，尽管其具备一定疗效，但该途径具有侵入性高，可能增加感染风险，并需严格临床监护等特点，限制了其广泛应用。相比之下，口服抗癌药物具备给药便捷、痛苦小、污染风险低及患者可自行服用等优势，兼具良好的成本效益，因而更易为患者接受。然而，口服药物递送系统面临胃肠道复杂环境及血脑屏障的双重生理阻碍，因此开发一种安全有效的“肠-脑轴”药物递送策略成为一个重要的研究方向。

2011年研究人员提出了“肠-脑轴”的概念，旨在描述胃肠道与中枢神经系统之间复杂且双向的生化信号交流机制。该系统整合了中枢神经、免疫、肠神经及迷走神经等多个通路，并涉及肠道微生物群的参与，共同维持机体稳态并对生理与病理刺激作出反应。近年多项研究表明，肠-脑轴在多种中枢神经系统病理过程中发挥重要作用。肠道免疫细胞，特别是位于肠相关淋巴组织中的细胞，可被肠道菌群或膳食抗原激活，激活后的免疫细胞具有向中枢神经系统迁移的能力，可穿越血脑屏障，并通过神经炎症反应与免疫调节等机制影响神经疾病进程。这一现象提示，肠道来源的免疫细胞或可作为口服药物递送的天然载体。通过纳米颗粒或其他递送系统靶向调控肠道免疫细胞，有望促进治疗药物高效跨越血脑屏障，从而提升中枢神经系统疾病，特别是CNSL的治疗效果。

基于上述见解，四川省人民医院缪养宝团队在使用生物信息学和单细胞 RNA 测序（scRNA-seq）技术分析 CNSL。结果显示，CNSL 微环境中存在大量来源于肠道的巨噬细胞，这些细胞可以响应趋化因子（如 Cx3cr1）从肠道迁移到大脑。基于此，开发了一种新的药物递送平台，利用肠-脑轴非侵入性地绕过生理屏障，实现巨噬细胞介导的从肠道到脑的靶向递送，用于CNSL的治疗。这种方法不仅可以消灭肿瘤细胞，还可协同激活免疫系统，为CNSL 提供综合治疗策略。所提出的平台具有独特的卡铂锁定型金属有机框架（MOFs），称为 Pt-MOFs@Glu，旨在针对并治疗 CNSL（图 1）。该系统以卡铂为金属核心、吡嗪-喹喔啉作为卡铂的分子锁，β-葡聚糖作为 CNS 靶向和免疫激活组分。

图1.一种非侵入性的口服药物递送系统，用于肠-脑传输及其作用机制。

首先，作者分析了人类CNSL的单细胞测序数据，结果显示，与正常脑组织相比，CNSL组织中的巨噬细胞浸润水平明显更高，表明巨噬细胞的存在与CNSL发育之间存在相关性。对4346个合格巨噬细胞相关基因的进一步分析突出了指示巨噬细胞在CNSL中起源和行为的关键标记物，与肠道巨噬细胞相关的基因，包括CD11c和 CD14，在CNSL相关巨噬细胞中表现出表达增加。这些结果支持一种设想，即肠道巨噬细胞是 CNSL 内巨噬细胞的主要来源（图2）。

图2.CNSL组织和正常人脑中scRNA-seq的生物信息学分析，以及CNSL患者的免疫荧光结果。

进一步建立了原位CNSL模型，将A20淋巴瘤细胞注射到小鼠大脑中。这些CNSL模型小鼠与健康对照的大脑之间的比较分析显示，CNSL组织中存在以CD11c和CD64（为标志的肠源性巨噬细胞。此外，发现这些肠巨噬细胞中趋化因子受体相关基因的表达升高，包括Cx3cr1、Ccr1、Ccr2和Ccr5。这些发现表明，CNSL中的巨噬细胞主要起源于肠道，并通过趋化因子受体信号传导（Cx3cr1、Ccr1、Ccr2和Ccr5）被募集到大脑中（图3）。

图3.小鼠CNSL组织和正常大脑的scRNA-seq分析，以及肿瘤免疫荧光结果。

以上这些结果支持肠道巨噬细胞是 CNSL 巨噬细胞群的一个重要来源，并为在肠-脑轴靶向治疗中利用肠道来源的巨噬细胞建立了机制基础。

基于上述结果，作者开发了一种能被肠道巨噬细胞特异性识别的靶向药物递送平台Pt-MOFs@Glu，其具有特异性响应肿瘤部位高活性氧释放卡铂的特性，表明其在正常生理条件下具有较好的稳定性以及安全性（图4）。

图4. Pt-MOFs@Glu的表征数据。

小鼠肠道巨噬细胞具有特异性识别并吞噬葡聚糖的能力，因此利用RAW264.7在体外验证了Pt-MOFs@Glu对巨噬细胞特异性的靶向能力，结果显示RAW264.7对Pt-MOFs@Glu能够快速摄取，在3小时达到峰值，相比之下，用Dectin-1受体抑制剂预处理RAW264.7显着减少了Pt-MOFs@Glu的摄取。同时，与相当浓度的游离卡铂相比，Pt-MOFs@Glu表现出更好的肿瘤细胞毒性以及巨噬细胞安全性。并且，由巨噬细胞携带Pt-MOFs@Glu能够更好地进入到肿瘤深处发挥作用（图5）。

图5.Pt-MOFs@Glu的体外特性。

为了阐明 f-Pt-MOFs@Glu 从肠道到肿瘤的复杂途径，研究人员考察了口服给药后的生物分布，并对小鼠肠道进行了免疫荧光染色的分析，显示Pt-MOFs@Glu对派氏结斑块内M细胞的靶向亲和力。随后，这些纳米颗粒进入绒毛，在那里它们被局部巨噬细胞有效地吞噬。这些巨噬细胞作为有效的载体，促进纳米颗粒通过淋巴管的运输，从而提供了进入体循环的管道，最终，这些纳米颗粒突破了血脑屏障，在CNSL位点积累。这进一步证实了Pt-MOFs@Glu靶向治疗CNSL的可行性（图6）。

图6.Pt-MOFs@Glu的运输路线。

基于上述研究结果，研究人员建立了原发性中枢神经系统淋巴瘤小鼠模型，与对照组相比，Pt-MOFs@Glu显示出卓越的抑制肿瘤发生发展的性能（图7）。进一步阐明了促成其卓越抗肿瘤性能的潜在机制，结果显示与未处理的CNSL对照组相比，用Pt-MOFs@Glu治疗2周的小鼠表现出脑浸润免疫细胞的显着增加，包括CD4⁺T细胞，CD8⁺ T细胞，自然杀伤（NK）T细胞和效应T细胞，并且CRT、HMGB1和DAMP蛋白也表现出显著上调的趋势（图8）。

图7.Pt-MOFs@Glu 在CNSL小鼠中的抗肿瘤疗效。

图8. Pt-MOFs@Glu 通过免疫激活防止化疗后复发。

在临床上，中枢神经系统淋巴瘤往往是继发性出现的，因此，构建了一种继发性肿瘤模型以供研究，与对照组相比，Pt-MOFs@Glu在继发性CNSL中同样表现出优异的抗肿瘤疗效（图9）。表明Pt-MOFs@Glu在治疗过程中引发的免疫反应能够有效地抑制继发性肿瘤的进展。

图9.继发性肿瘤的治疗效果。

为探究口服卡铂锁式MOF（Pt-MOFs@Glu）通过肠脑轴在CNSL微环境中触发雪崩效应、进而促进CNSL细胞死亡的作用机制，我们收集了经Pt-MOFs@Glu治疗（口服后）与未经治疗的CNSL小鼠组织样本，并从中提取RNA进行分析。结果显示，Pt-MOFs@Glu能够促进CNSL细胞凋亡，且多数相关基因与免疫功能有关。进一步研究表明，Pt-MOFs@Glu可重编程肿瘤细胞代谢并增强促凋亡信号传导。这些结果凸显了Pt-MOFs@Glu的双重治疗能力：一方面通过线粒体损伤和ROS生成介导直接细胞毒性，另一方面通过免疫激活及肿瘤微环境（TME）重塑发挥间接抗肿瘤作用。该综合机制充分体现了Pt-MOFs@Glu诱导雪崩效应的有效性——卡铂的释放与葡聚糖的免疫佐剂效应协同作用，从而有效清除CNSL。

图10.Pt-MOFs@Glu抗肿瘤潜能背后的机制。

这项研究的主要发现包括鉴定Cx3cr1信号传导是巨噬细胞迁移的关键途径，实验结果表明肠道巨噬细胞通过Dectin-1受体有效地内化Pt-MOFs@Glu。这为将药物输送到CNSL提供了强大的运输机制。细胞毒性测定证实了Pt-MOFs@Glu良好的生物安全性，与游离卡铂相比，细胞活力增强，并且在ROS触发时有效、受控地释放药物。诱导的雪崩效应导致肿瘤细胞显着凋亡，大大提高了治疗效果。体内研究进一步验证了 Pt-MOFs@Glu 的口服给药途径，证明了其穿越GI、穿过BBB并在CNSL积累的能力。影像学研究证实了持续的大脑积累，免疫分析显示 Pt-MOFs@Glu 激活了CD4⁺T，和CD8⁺T 细胞、杀伤性T细胞和效应T细胞以及增强的促炎细胞因子表达，表明具有额外的免疫介导的抗肿瘤作用。

综上所述，这项研究通过利用肠脑轴重新定义了CNSL治疗，为克服治疗障碍和改善患者预后提供了变革性途径，为突破治疗瓶颈提供了全新路径，并为改善患者生存率与生活质量提供了重要技术支撑。

原文链接：

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adv2647

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