上海
撰文丨王聰
編輯丨王多魚
排版丨水成文
腔內藥物灌注，是治療膀胱癌的重要治療策略。然而，由于在病理生理條件下腫瘤靶向性不足以及藥物難以穿透組織屏障，目前的方法在療效上存在局限。
2026 年 6 月 22 日，廈門大學鄢曉暉副教授、哈爾濱工業大學（深圳）馬星教授、香港大學唐晉堯教授等，在 Nature 子刊Nature Nanotechnology上發表了題為：Machine-intelligent multimodal algebot for intracavitary chemotherapy 的研究論文。
該研究開發了智能多模態藻類機器人（algebot），其具有納米多孔結構，利用流體誘導對流的非接觸機制來促進深層組織穿透和局部轉運，能夠實現跨生物屏障的靶向藥物遞送，并成功進行了惡性膀胱腫瘤的膀胱內治療，為提升腔內化療的有效性和安全性提供了全新方法。
腔內惡性腫瘤為局部可實施的干預措施提供了極具吸引力的治療機會，這種模式有望在解剖上可及的多種癌癥中實現精準治療的廣泛轉化。膀胱癌是最常見的癌癥類型之一，具有高發病率、進展迅速和預后較差的特點，其中非肌層浸潤性膀胱癌約占病例總數的75%。標準治療方法包括經尿道膀胱腫瘤切除術，隨后進行膀胱內灌注治療藥物，以清除殘留的腫瘤病灶并降低復發風險。盡管膀胱內給藥能夠實現局部藥物暴露且全身毒性較小，但其療效受到諸多限制：藥物難以穿透尿路上皮黏液層和腫瘤細胞外基質，對病灶的選擇性較低，且在排尿過程中易快速流失。這些因素限制了藥物在腫瘤部位的滯留與累積，從而削弱了膀胱內給藥的治療效果。
目前改善膀胱內給藥的嘗試主要遵循兩種途徑：外場輔助灌注和載體介導灌注。基于外場的方法，包括電動力藥物遞送、射頻誘導熱化學治療以及低能量沖擊波增強化療，可促進藥物穿過膀胱屏障，但需要專用設備，且對病灶特異性給藥的控制能力有限。另一方面，基于載體的系統，例如表面修飾的納米載體、磁性復合材料和原位形成水凝膠，能夠延長藥物在膀胱內的滯留時間并提高局部藥物暴露，但仍受限于組織穿透力不足、靶向能力有限、膀胱環境中的不穩定性以及因載體長期滯留帶來的不良反應等問題。因此，上述策略尚未充分實現主動靶向、高效屏障穿透和可控局部釋放的有機結合。
納米技術與自主系統的最新進展為克服膀胱癌相關的復雜生物屏障提供了精密的工具包。尤其是微型/納米機器人系統，通過能夠在受限管腔環境中實現主動、定向運動，為腔內化療提供了有前景的技術框架。然而，這些系統的轉化應用仍面臨障礙，原因在于缺乏自主腫瘤靶向能力，或依賴于與尿路上皮的直接機械相互作用，這可能損害安全性和操作穩健性。
在這項最新研究中，研究團隊開發了一種具有分級納米多孔結構的生物混合磁性藻類微型機器人，并開發了一種“藻類機器人”（algebot）介導的非接觸式對流轉運策略，以協同整合靶向載體轉運、選擇性藥物釋放和超快組織穿透。
為實現高保真靶向，該平臺集成了基于深度學習的成像反饋控制系統，實現自主實時導航，利用磁鐵礦賦予的多模態控制實現可重構的集群運動，并借助流體調控的對流擴散實現按需治療遞送。這種自主微型機器人策略為靶向膀胱內給藥建立了一個多功能平臺，其對藥物遞送和釋放動力學的控制水平是現有載體系統所無法實現的。
接下來，研究團隊以負載化療藥物阿霉素的海洋微藻格氏圓篩藻?（Coscinodiscus granii）為例，在膀胱癌小鼠模型中進行了評估。在一周治療中，與傳統的膀胱內灌注相比，基于“藻類機器人”的藥物滲透率提高了 10 倍以上，腫瘤負荷顯著降低至不足 3%，且未引起全身毒性。
總的來說，該研究開發的載藥微型機器人提供了一種克服復雜生物屏障的非侵入性解決方案，提升了腔內化療的有效性和安全性。
論文鏈接：
https://www.nature.com/articles/s41565-026-02195-0
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