《Future Journal of Pharmaceutical Sciences》：Fibrin-assisted nanocarrier systems: innovations and challenges in targeted carcinoma drug delivery
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本文综述纤维蛋白（fibrin）基纳米平台在肿瘤治疗中的应用，涵盖其制备、偶联策略及化疗/免疫联合疗效，强调可编程药物释放、生物相容性及克服规模化挑战，为癌治疗提供新视角。
纤维蛋白辅助纳米载体系统：靶向癌药物递送的创新与挑战
背景
纳米技术融合工程、物理、生物与化学，在分子水平与机体交互，为医疗提供精准解决方案，尤其在心血管疾病与癌症领域潜力显著。纳米诊疗学（nanotheranostics）利用10–100 nm纳米颗粒递送药物，实现靶向治疗与改善药物滞留，减少对非癌细胞的伤害。近年来，多种生物聚合物成为癌治疗候选材料：壳聚糖（chitosan）具生物相容性与控释能力，透明质酸（hyaluronic acid）增强递送精度，聚乳酸（PLA）与聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA）可降解且易调控，海藻酸盐（alginate）形成水凝胶局部释药，白蛋白纳米颗粒稳定且多功能。纤维蛋白（fibrin）因自组装聚合能力与在肿瘤微环境（TME）中的沉积，成为极具潜力的诊疗生物聚合物。
相较于合成聚合物、脂质及无机纳米颗粒，纤维蛋白纳米颗粒（fibrin NPs）优势显著：源自血液蛋白，酶解为无害氨基酸，无长期蓄积风险；不像PLGA降解产生酸性副产物引发炎症，维持生理微环境；天然结合生长因子与细胞外基质蛋白，促进细胞黏附、迁移与组织再生，赋予脂质或金属纳米颗粒不具备的生物活性；虽脂质纳米颗粒封装效率高，但缺乏再生信号，而纤维蛋白纳米颗粒兼具控释与组织修复功能。
正文
纤维蛋白，这一生物聚合物
免疫细胞（B细胞、巨噬细胞、NK细胞、中性粒细胞、树突状细胞）依活性可抑制或促进肿瘤生长，细胞外基质为T细胞提供路径，直接影响其增殖与侵袭。纤维蛋白源于机体天然凝血过程，是靶向递送的多功能平台，其形成的坚固生物相容性基质可在肿瘤部位控释治疗载荷，提升药效并最小化全身副作用。其可生物降解，完成任务后载体溶解无残留，通过作用于致病信号通路，已证实对多种癌症有效。本综述聚焦各类癌及纤维蛋白偶联/封装纳米颗粒在诊断与治疗中的应用效能。
34000 Da六聚体纤维蛋白原（fibrinogen）为血浆蛋白，长约45 nm，含中央E域、两个外侧D域及连接D域的卷曲螺旋段，由Aα、Bβ、γ多肽链组成，Aα、Bβ、γ分别含610、461、411个残基，中央E域通过五个对称二硫键连接。丝氨酸蛋白酶凝血酶（thrombin）激活凝血酶原，催化纤维蛋白原转化为纤维蛋白，切除N端纤维蛋白肽B（FpB）与纤维蛋白肽A（FpA），暴露EB与EA结合位点，D域构象互补结合口袋连接各EA位点，纤维蛋白分子以交错重叠的端-中域构型排列，形成双链扭曲原纤维，周期22.5 nm，单体间距22.5 nm，原纤维自组装成分支纤维束，形成独特三维（3D）多孔网络结构的生物聚合物凝胶。
凝血级联最终产物为纤维蛋白聚合物，虽不自然形成，但与心梗、脑梗、伤口、急性炎症、癌侵袭转移等相关。内外凝血系统介导癌血管通透性与肿瘤诱导凝血，致不溶性纤维蛋白沉积于多种癌组织。侵蚀性癌造成破坏损伤邻近血管引发出血，原位纤维蛋白凝块止血，愈合中胶原替代纤维蛋白，肿瘤基质形成类似伤口愈合，故称肿瘤为“永不愈合的伤口”。可溶性血管蛋白纤维蛋白原因血管渗漏沉积于肿瘤基质，交联纤维蛋白（血凝块主要成分）源于肿瘤细胞促凝活性的纤维蛋白原副产物。
纤维蛋白基质与组织型纤溶酶原激活物（tPA）及其他纳米载体联用可增强药效载荷。tPA与纳米封装紫杉醇（paclitaxel）联用，在肺癌与黑色素瘤小鼠模型中观察到疗效提升，tPA还可减压血管、促进肿瘤穿透、提升核心药物可及性。癌诱导基质与伤口愈合相似，但病理状态随癌干细胞活性持续，“恶性凝血循环”常提及。组织因子（TF，即凝血活酶）为跨膜糖蛋白，在凝血、癌转移侵袭中起关键作用，通过激活凝血级联促进血管生成、肿瘤细胞 intravasation、免疫细胞交互及转移，在乳腺癌、肺癌、肝癌等多种癌症中均有记录。非恶性条件下纤维蛋白沉积会出现特异性症状，而肿瘤相关沉积不影响正常组织。
纤维蛋白纳米颗粒及其合成方法
凭借微纳尺度特性，纤维蛋白易制成多种结构支架：微纤维、纳米纤维、微管、微球、水凝胶、纳米颗粒，广泛应用于化疗、蛋白/肽递送、给药、伤口敷料、止血带等。Ca2+存在下，纤维蛋白原与凝血酶溶液混合通过聚合形成纤维蛋白，可被纤溶酶（plasmin）降解。凝血酶切割可溶性纤维蛋白原肽片段产生不溶性纤维蛋白肽，组装成纤维水凝胶网络。与皮内注射相比，水凝胶递送细胞可通过建立迁移龛改善伤口内细胞存活，已用于成纤维细胞、间充质干细胞（MSC）、角质形成细胞及质粒/病毒载体基因、抗癌药物（如顺铂）、抗生素等的递送。
纤维蛋白纳米颗粒可抑制肿瘤组织过度凝血阻碍癌生长，其多孔基质促进细胞重组与增殖，优于其他细胞递送载体。现有两种纳米制备方法：
微流控法（Suppl. Fig. 1A）
将去除纤溶酶原、血管性血友病因子、纤连蛋白的1 mg/mL人纤维蛋白原（FIB3）与0.5 U/mL人α-凝血酶加入25 mM HEPES缓冲液（pH 7.4），1 mg/mL纤维蛋白原与0.5 U/mL凝血酶混合至2 mL，注射剪切形成纤维蛋白纳米颗粒，以合成硅油为分散相转连续相，用双通道Cole-Parmer泵控制两相微流滴发生器，微流道分散道100 μm、连续道250 μm、高约400 μm，置于丙烯酸与玻璃板间，10000 rpm离心2小时分离颗粒与液滴，1.5 mL离心管中15000 G离心30分钟去油，稀释3次后用10 kDa Slide-a-lyzer卡匣透析（体积超反应体积250倍），经动态光散射（DLS）、原子力显微镜（AFM）、Zeta粒径仪、冷冻扫描电镜（cryo-SEM）表征。
超声纤维蛋白纳米颗粒（Suppl. Fig. 1B）
1X HERPES缓冲液（25 mM HEPES、150 mM NaCl、5 mM CaCl2，pH 7.4）中2 mg/mL人纤维蛋白原与1 U/mL凝血酶聚合形成5 mL纤维蛋白凝块，静置1小时后薄片化，经70 μm组织滤网挤压，悬浮于10 mL超纯水冰浴，探头超声仪脉冲模式28瓦、60%占空比超声6分钟，再次过滤纯化，冻干后-20℃保存，通过AFM、凝块聚合、萌芽试验表征。
纤维蛋白在抗体诊断中的作用
多项研究用抗体诊断肿瘤，抗体因选择性特异性结合抗原，具分子成像潜力，IgG虽特异亲合力强，但循环半衰期长，探针成像对比度需数天。102-10 IgG单克隆抗体克隆（Kudryk等开发）较现有抗纤维蛋白抗体更特异，能区分纤维蛋白凝块与D-二聚体、可溶性纤维蛋白、纤维蛋白原，而其他抗体不与纤维蛋白单独反应。Fab片段探针外渗快于IgG，注射后可快速到达靶器官组织，数天内清除，是癌医学成功诊断/成像工具。日本团队开发三种抗不溶性纤维蛋白抗体（Clone 443、99、1101），其中1101对胰腺癌与肺癌组织特异性与染色性最高。
机制洞察与纤维蛋白偶联纳米平台在癌治疗中的作用
纤维蛋白通过特定受体与桥接机制，与肿瘤细胞、免疫细胞、内皮细胞、血小板交互，重塑肿瘤微环境（TME）：肿瘤细胞经β1/β3整合素（integrin）结合侵袭纤维蛋白基质，激活FAK依赖性黏附与原位足体（invadopodia）在3D凝块中生长；FGA–整合素α5交互调节肺癌细胞AKT–mTOR信号与增殖；纤维蛋白（原）通过Mac-1（αMβ2）与ICAM-1桥接中性粒细胞、巨噬细胞与肿瘤细胞，αvβ3与ICAM-1参与初始捕获与剪切下持续黏附；可溶性纤维蛋白原/纤维蛋白层促进血小板–肿瘤细胞聚集，通过血小板驱动凝血酶生成与β3依赖性黏附保护肿瘤细胞免受NK细胞毒性；可溶性纤维蛋白占据αMβ2与CD54结合位点，抑制单核细胞黏附与细胞毒性；纤维蛋白经ICAM-1与αvβ3桥接影响内皮黏附，对血管生成信号具上下文依赖性效应，但纤维蛋白与癌相关成纤维细胞（CAFs）的具体受体交互尚不明确。
纤维蛋白–受体交互通过增强黏附、促进生存信号、屏蔽免疫系统、驱动炎症致癌，推动肿瘤进展：凝块基质提供黏附底物，经整合素β1/β3–FAK信号刺激肿瘤细胞增殖、原位足体形成与组织浸润，加速体内外胶质瘤生长；FGA–整合素α5交互激活AKT通路，促进肺癌模型增殖、迁移、转移；血小板–纤维蛋白（原）涂层与纤维蛋白（原）介导聚集物保护肿瘤细胞免受NK细胞杀伤，促进血行播散；αMβ2结合纤维蛋白（原）促进局部炎症细胞因子释放，为结肠炎相关腺瘤完全外显所需，关联凝血受体结合与促炎肿瘤发生；可溶性纤维蛋白阻断β2整合素与CD54交互，抑制单核细胞黏附与细胞毒性，助转移期免疫逃逸；纤维蛋白对血管生成净效应依赖上下文，但功能上支持血管重塑以维持肿瘤生长。
纤维蛋白偶联纳米治疗方案利用纤维蛋白基纳米颗粒增强抗癌剂靶向递送，改善各类癌治疗，策略如下：
负载化疗药物的纤维蛋白纳米颗粒
负载阿霉素（doxorubicin）或紫杉醇，设计在肿瘤部位特异性释药以减少全身副作用。79 nm带正电球形纤维蛋白纳米颗粒偶联厄洛替尼（Erlotinib）、贝伐珠单抗（Bevacizumab）或两者，体外有效诱导细胞周期阻滞，亚G0/G1期稳步增加，细胞活力逐渐降低，在A549肺腺癌细胞中验证BV-ERB-FN效能，IC50浓度显著降低细胞活力与生长，证实细胞周期阻滞效应。
纳米工程化纤维蛋白用于免疫治疗
工程化携带免疫检查点抑制剂或免疫刺激剂，归巢至TME调节免疫反应。术后复发是治疗失败主因，原位形成生物响应免疫凝胶可抑制术后局部复发与远端生长：纤维蛋白凝胶包裹预载抗CD47抗体的碳酸钙纳米颗粒，清除手术伤口H+，促使肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）极化为M1样表型；释放的抗CD47抗体阻断癌细胞“别吃我”信号，增强巨噬细胞吞噬；巨噬细胞促进高效抗原呈递，启动T细胞免疫应答减缓肿瘤生长，表明该凝胶唤醒先天与适应性免疫系统，预防术后复发与转移。
纤维蛋白偶联纳米颗粒辅助放疗
携带放射增敏剂，提升放疗效能并减少周围组织损伤，用于头颈癌。针对IDH1（R132H）胶质瘤细胞对高低糖与活性氧（ROS）敏感，术后开发饥饿/化学动力治疗凝胶：锰掺杂磷酸钙矿化葡萄糖氧化酶（GOx）形成GOx@MnCaP纳米颗粒，封装于纤维蛋白凝胶（GOx@MnCaP@fibrin），凝胶喷涂于手术腔后，GOx催化剩余IDH1（R132H）细胞葡萄糖氧化产H2O2，Mn2+驱动Fenton样反应将H2O2转为致命羟基自由基（·OH）杀灭残留细胞。
这些方法体现纤维蛋白偶联纳米治疗的多样性，选择取决于癌类型、治疗剂与预期结果，持续研究与临床试验（表2）探索新方法。此外，表3概述纤维蛋白负载能力、释放动力学及对癌肿瘤的影响。
利用纤维蛋白纳米载体系统靶向癌的机制（图2）
纤维蛋白作为靶向配体
纤维蛋白沉积是肿瘤组织特征，尤其早期，其时空表达模式使其成为肿瘤部位治疗合适靶点，功能化纳米载体用纤维蛋白结合肽或抗体，可特异性靶向积累于肿瘤区域。
纤维蛋白作为天然支架
TME中形成的纤维蛋白基临时基质可作纳米载体递送系统天然支架，设计纳米颗粒结合纤维蛋白网络，实现肿瘤部位控释与缓释，提升疗效并降低全身毒性。
纤维蛋白激活补体系统
纤维蛋白凝块可激活经典补体途径（受因子H调控），C1q与因子H结合纤维蛋白凝块提示可利用凝血-补体串扰，通过纤维蛋白基纳米载体调节TME。
纤维蛋白靶向抑制血管生成与细胞迁移
纤维蛋白介导炎症细胞迁移与血管内皮细胞增殖，为肿瘤进展与血管生成关键过程，靶向纳米载体可调节这些纤维蛋白依赖性细胞过程，抑制肿瘤生长与转移。
纤维蛋白纳米治疗的应用
虽纤维蛋白纳米颗粒不直接用于癌，但有诸多间接应用：
A. 肺癌：纤维蛋白NPs偶联贝伐珠单抗（BV）与厄洛替尼（ERB），在A549细胞系测试，有效阻滞细胞周期（亚G0/G1期增加、活力降低），MTT assay、血液相容性 assay、细胞周期分析、统计分析与共聚焦荧光显微镜证实其对非小细胞肺癌疗效。
B. 纤维蛋白溶解纳米笼（FNC）含24-mer微纤溶酶肽（降解纤维蛋白酶），负载阿霉素（Doxil）等抗癌药显示活性提升，通过凝块靶向作用精准靶向肿瘤并滞留120小时，成功破坏肿瘤动脉纤维蛋白凝块，提示降低癌患者静脉血栓栓塞（VTE）风险，在B16F10黑色素瘤同基因小鼠模型中，FNC与阿霉素联用增强化疗疗效与分布，免疫组化证实肿瘤体积随时间显著缩小。
C. 纤维蛋白纳米颗粒促进细胞迁移加速伤口愈合，优于块状纤维蛋白治疗，加载角质形成细胞生长因子后，组合显著增强细胞迁移与再生。
D. 偶联异硫氰酸荧光素（FITC）的纤维蛋白纳米颗粒被细胞高效摄取，提示其在癌检测诊断中的应用潜力。
未来前景与挑战
纤维蛋白纳米系统在癌治疗中前景广阔，可改善预后减少副作用，但需解决安全性（免疫原性、血栓风险）与肿瘤异质性（TAMs、CAFs、内皮细胞、细胞因子介导反应、免疫细胞作用），考虑肿瘤异质性优化药物分布与疗效。耐药机制（多样突变、外排泵、分子靶点改变如激酶、转运体、酶）在纤维蛋白纳米系统中仍未探索。从实验室合成到临床大规模生产存在制造挑战，需确定获益患者群体与预测性生物标志物，多学科合作与严格测试是关键。
多模态植入物：将局部 chemo-photo-immune 剂整合入自体纤维蛋白基质预防术后复发，已有临床前原型（如原位喷雾生物响应免疫凝胶）；热/pH响应纤维蛋白接枝系统控释多药（如双药纳米凝胶）可提升疗效；利用纤维蛋白/纤连蛋白复合物提供生物制剂归一化血管或调节微环境，可能增强全身化疗效果。但临床前需建立毒性、生物分布、药代动力学与GMP合规生产的系统数据，现有文献缺乏此类数据集。
结论
数十年来，纤维蛋白纳米系统在多种癌治疗及健康应用中潜力显著提升，具生物相容性、可降解、无免疫原性与多样结合特性，医疗行业应用广泛。虽主要功能是组织再生支架，但与化疗剂偶联后作为给药系统在癌治疗中表现协同效应，部分实例可破坏TME凝块。体外研究显示，MCF-7乳腺癌、U-87MG胶质母细胞瘤细胞系经纤维蛋白基制剂处理后，较游离药物或非靶向对照，细胞毒性、摄取与凋亡均增强。体内研究：热响应纤维蛋白纳米凝胶在小鼠中缓释药物；凝块靶向纳米颗粒改善Lewis肺癌化疗疗效与血管功能；纤维蛋白基凝胶辅助纳米颗粒增强4T1乳腺癌模型滞留与治疗。目前纤维蛋白纳米颗粒治疗的注册临床试验证据不足，随着研究进展，其在减轻癌后遗症（尤其术后减少皮肤、神经、骨组织瘢痕）方面潜力巨大。
