白血病是一种广泛存在的血液恶性肿瘤，其特征是血液和骨髓中的白细胞数量升高。尽管白血病的治疗取得了显著进展，但仍有很大一部分患者，尤其是急性白血病患者，无法实现长期缓解或完全缓解。因此，白血病治疗需要优化。

近年来，许多材料作为递送载体或直接干预剂，以提高白血病治疗的效果，包括脂质体、蛋白质材料、聚合物材料、细胞衍生材料和无机材料。它们具有各自的特性，已被广泛应用于各种治疗模式，包括化疗、免疫疗法、放射疗法、造血干细胞移植和其他不断发展的疗法。

本综述将激励研究人员进一步开发用于增强多种治疗方法疗效的各种材料，从而在白血病治疗中实现新的应用。

白血病是一种常见的血液恶性肿瘤，其特征是血液和骨髓中的白细胞计数升高。仅在 2020 年，全球就有超过 470,000 例新确诊病例和超过 310,000 例死亡病例。

在正常血细胞生成过程中，造血干细胞（HSCs）可分化生成髓系细胞和淋巴细胞（图 1a）。然后，这些细胞能够分化产生血液中的各种细胞。这一过程在体内不断进行，以产生维持外周循环平衡所需的大量细胞。获得性遗传和基因组异常诱导骨髓细胞或淋巴细胞在基础母细胞中进行性扩增，导致多种白血病（图 1b）。

图 1 白血病的发展、分类和侵袭特征示意图

ALL细胞通常最初出现在血液、造血器官和免疫器官，包括BM、淋巴结和脾脏。约有 30-50% 的成人 ALL 患者发现中枢神经系统受侵。急性髓细胞性白血病细胞主要在骨髓内发育和扩散，较少侵犯淋巴结。AML细胞也会侵犯非造血器官，如中枢神经系统、皮肤和肝脏。CLL 细胞最早集中在血液中，然后侵入淋巴系统，包括淋巴结和淋巴管。淋巴系统，包括淋巴结和脾脏，最后在晚期发展为骨髓瘤。CML 细胞主要累及骨髓、血液和脾脏，较少侵入肝脏等其他组织。如肝脏。实体瘤中的恶性组织通常要通过手术切除，这是临床治疗的重要组成部分。

由于化疗能杀死全身的白血病细胞，因此化疗仍是临床上治疗白血病的主要策略。分子靶向治疗一般采用单克隆抗体或小分子激酶抑制剂（SMKI）作为信号转导抑制剂。许多分子靶向治疗药物已被临床用作各种类型白血病的一线疗法。

免疫疗法旨在利用免疫分子和（或）细胞或激活免疫反应，直接根除白血病。反应来消灭白血病细胞。最令人振奋的白血病免疫疗法最令人兴奋的例子之一是使用嵌合抗原受体（CAR）T 细胞。已获得临床批准。

放射治疗是指对患者施以精确剂量的电离辐射。这种辐射可对细胞内的核酸造成破坏，并诱导白血病细胞凋亡。

造血干细胞移植有助于重建患者的造血系统，因此成为治疗包括白血病在内的造血疾病的常用临床方法。

尽管通过这些方法在白血病干预方面取得了进展，但只有一部分患者得到长期缓解或完全治愈，这就凸显了进一步改进白血病疗法的必要性。白血病疗法需要进一步改进。

二、材料技术在白血病治疗中的应用

目前用于白血病治疗的材料技术包括多种配方和制剂，主要包括脂质体、蛋白质材料、聚合物材料、细胞衍生材料和无机材料。每种材料配方都具有与不同治疗方法相匹配的独特性能，最终可提高白血病治疗的有效性。

图3 用于治疗白血病的各类材料

近几十年来，材料技术在增强当前白血病疗法方面已显示出显著优势，并赢得了越来越多的关注。作为白血病治疗的创新策略，许多材料都经过了细致的研究和开发。

这些材料具有独特的性能，包括尺寸均匀、中空结构、亲水性、疏水性和生物相容性，符合化疗、免疫疗法、放疗和造血干细胞移植等多种白血病治疗方法的要求。材料技术取得的重大进展也加速了这些治疗方法的临床转化。尽管材料技术为白血病治疗做出了重大贡献，但要进一步推广其应用，仍有大量工作要做。

1) 尽管许多基于人造材料的白血病疗法在白血病细胞系的体外研究中显示出良好的前景，但它们在体内的实际表现和生物安全性仍不确定。例如，还没有深入了解材料与组织之间的相互作用。因此，深入研究关键的内在机制可以为这些材料的广泛应用提供理论基础。此外，在未来几年中，人们将更加努力地评估这些新开发材料在体内的传输行为。特别是，还应开发或结合荧光成像、磁共振成像、计算机断层扫描、超声波成像等实时跟踪技术和其他可视化策略，以确定这些材料给药后的分布、浸润或其他行为。

2）尽管取得了重大进展，CAR-T 细胞在临床前和临床研究中仍面临挑战，包括抗原下调/丢失、全身毒性、CAR-T 细胞衰竭和 CAR-T 细胞来源有限。这些挑战极大地限制了CAR-T细胞在临床研究中的疗效。鉴于这些材料在其他应用领域的多功能性，我们有理由探索设计良好的材料如何进一步优化白血病的 CAR-T 细胞疗法是合理的、 包括提高 CAR-T 细胞活性和减少副作用。例如，BiTEs 在使天然 T 细胞与白血病细胞结合方面取得了令人印象深刻的成果，这表明它们具有使 CAR-T 细胞与白血病细胞结合的潜力。这可能会进一步提高 CAR T 细胞对低抗原性白血病细胞的敏感性。低抗原表达的白血病细胞的敏感性。

3) 合理设计和高通量开发材料对未来开发白血病治疗材料非常重要。实现材料的合理设计和高通量开发，有赖于对材料理化性质的精确控制，以及对复杂生物学特性的预测能力。然而，白血病治疗材料的合理设计和高通量开发仍远未普及。这主要是由于科学家在有效获取、分析、管理和理解大量且不断扩大的实验数据集方面所面临的限制，而这些数据对于制作具有所需功能的材料至关重要。这一挑战可以通过数据驱动方法、高通量实验技术、流程自动化和人工智能（AI）方法来解决。通过将这些策略融入材料技术开发，有可能加快具有预定功能的智能材料的合理设计和高通量开发。

上述生物反应的相关材料数据可以通过数据挖掘从已发表的文章中获取或通过大规模快速筛选技术获得。

Li F, Wang H, Ye T, Guo P, Lin X, Hu Y, Wei W, Wang S, Ma G. Recent Advances in Material Technology for Leukaemia Treatments. Adv Mater. 2024 Mar 28:e2313955. doi: 10.1002/adma.202313955.