Nano Today：李文扬/常凌乾/牟玮系统总结纳米技术在特发性肺纤维化诊疗中的前沿进展与未来展望

编辑丨王多鱼

排版丨水成文

特发性肺纤维化（Idiopathic Pulmonary Fibrosis，IPF）是一种病因不明的慢性、进行性、纤维化性间质性肺疾病。该病以呼吸困难及肺功能持续恶化为主要临床表现，其病理特征为肺组织在反复微损伤背景下异常修复与过度纤维化，导致肺结构破坏和功能丧失。早期诊断和有效干预对延缓疾病进展、改善患者预后至关重要。

然而，当前 IPF 的诊疗仍面临显著挑战。诊断方面，现有方法存在准确性不足、侵入性高和耗时较长等局限，易造成诊断延迟，错失最佳治疗时机。治疗方面，现有药物疗效有限，且因生物利用度低、脱靶效应明显，常伴随较多不良反应。

近日，北京航空航天大学常凌乾、牟玮、中国医科大学附属第一医院李文扬等人（中国医科大学研究生赵辰雨和北京航空航天大学博士生肖傲为第一作者）在Nano Today期刊发表了题为：Nanotechnology for diagnosis and therapy of idiopathic pulmonary fibrosis: Recent advances and future perspectives 的综述论文。

文章系统总结了纳米技术在特发性肺纤维化（IPF）的诊断和治疗中应用的最新进展，并对未来研究方向进行了展望。

图1. 纳米技术如何为IPF的精准诊疗提供创新性解决方案

该综述描绘了一幅详尽的特发性肺纤维化（IPF）病理全景图。遗传、吸烟、病毒感染等多种风险因素可导致肺泡上皮细胞（AEC）反复损伤。这会启动一个复杂的级联反应，释放大量促纤维化因子（例如 TGF-β），引发氧化应激和炎症反应。最终，通过上皮-间质转化（EMT）和成纤维细胞向肌成纤维细胞转化（FMT）等关键过程，导致细胞外基质（ECM）过度沉积，形成不可逆的肺部疤痕。对这一病理过程的深刻理解，是开发精准纳米诊疗策略的基础。

图2. IPF 复杂发病机制示意图，从多风险因素到关键细胞（如AECs-II、巨噬细胞、成纤维细胞）和核心分子事件（如EMT、FMT），最终导致细胞外基质过度沉积的完整病理链条。

在精准诊断方面，文章针对现有方法准确性差、侵入性强等痛点，详细介绍了基于纳米技术的新策略。对于体外诊断，纳米颗粒生物传感器平台展现出巨大潜力，它能够以高灵敏度和高效率检测血清中的 miRNA 等生物标志物，为 IPF 的无创早期筛查提供了可能。在体内成像中，功能化的纳米造影剂正在革新传统的影像学诊断。例如，通过设计可特异性积聚于纤维化区域的纳米颗粒，能够显著增强磁共振成像（MRI）的对比度，从而清晰地显示早期病灶。同时，靶向特定分子的纳米探针能够实现对疾病进程中关键生物标志物（例如升高的亚硝酸盐）的可视化，使诊断从宏观形态学深入到微观分子层面，极大地提升了诊断精准度。

图3. 纳米吸入给药系统的显著优势。药代动力学曲线对比清晰表明，相较于口服给药，吸入给药能在肺部实现更高的药物峰浓度和更长的滞留时间（A, B），同时大幅降低肝脏的药物暴露量（C），从而在更低剂量下实现更优疗效（D）。

在高效治疗方面，图3重点讨论了为吸入式给药设计的纳米载体，该策略可实现药物直达肺部病灶，从而提高局部药物浓度并减少全身性副作用。这些纳米载体经过精心设计，能够有效克服气道粘液、肺泡巨噬细胞吞噬和致密的细胞外基质等多重生理屏障，显著提升药物的递送效率和生物利用度。此外，该综述系统介绍了多种创新纳米载体的应用：脂质纳米粒（LNP）；介孔纳米颗粒；纳米金属有机框架（Nano-MOF）；以及纳米血浆蛋白等。

在诊疗一体化方面，该综述还探讨了集成治疗递送和实时监测功能的统一纳米平台，这是实现 IPF 个性化医疗的关键。文章以间充质干细胞（MSC）治疗为例，阐述了利用纳米技术对移植的干细胞进行长期的在体 CT 成像追踪。这种“可视化治疗”不仅能够实时监测细胞的存活与分布，评估治疗效果，还能指导后续治疗方案的调整，从而最大限度地优化治疗效益。

最后，该综述还深入讨论了前沿技术在走向临床应用过程中面临的挑战与转化壁垒，并为未来的研究提供了富有洞见的前瞻性方向。这项工作为全球研究者开发更有效的IPF诊断和治疗新策略提供了重要的参考和思路。

论文链接：

https://doi.org/10.1016/j.nantod.2025.102889