脑部炎症是阿尔茨海默病、缺血性中风、脑肿瘤等多种神经疾病的关键病理靶点。不过脑部疾病治疗长期困在「两难」困境：开颅手术风险高、无创刺激精度差。而麻省理工最近发布的研究结果，直接打破这一僵局 —— 无需开颅，「打一针」就能让电子器件精准定植脑部病灶，实现靶向神经调节！
这项研究发表在顶刊 Nature Biotechnology （影响因子 41.7），研究人员研发出一套名为-循环电子学（Circulatronics）的生物「快递」系统。
图 1 Circulatronics 概念图
黑科技「Circulatronics」技术究竟是什么？
Circulatronics（循环电子学）是 MIT 团队研发的无创脑植入技术，核心是将「亚细胞尺寸无线电子器件（SWEDs）」与免疫细胞（如单核细胞）通过化学方法共价连接，形成细胞 - 电子复合物（hybrids）。
这些复合物经静脉注射进入体内后，会借助免疫细胞天然的炎症靶向性和血脑屏障穿越能力，自主导航至脑部炎症病灶并完成「定植」，再通过体外近红外光无线激活电子器件，实现对病灶的精准神经调节，全程无需开颅或介入手术。
图 2 Circulatronics 的核心原理
打个比方更好理解一些，这套系统的两大巧思很精妙：
一是「快递包裹」—— 直径仅 10 微米的微型无线电子设备，像迷你太阳能板，靠近红外光供能，能在血管里自由穿梭直达脑部；二是「快递员」—— 单核细胞，它像身体里的巡逻兵，循着炎症信号穿过血脑屏障，精准送「包裹」到病灶。
本研究以 Balb/C 小鼠为实验对象，研究团队通过立体定向注射脂多糖（LPS），在小鼠丘脑腹外侧核（VL）构建脑部炎症靶点，以此模拟阿尔茨海默病等人类神经疾病的炎症病理状态。
实验共选用 18 只小鼠，先分为两组：一组静脉注射细胞 - 电子复合物，另一组仅注射单核细胞；72 小时后进一步分为 4 组 —— 复合物 + 光激活、复合物 + 无光激活、单核细胞 + 光激活、单核细胞 + 无光激活，通过多组对照精准验证技术特异性。研究结果如下：
01 靶向精准，可直击病灶
靶向定植效率是判断复合物能否精准抵达脑部炎症区域的关键，直接影响治疗针对性。细胞 - 电子复合物经静脉注射后，可特异性定植于小鼠脑部炎症部位，每只小鼠脑部约植入 14029±4154 个器件，对照组无有效定植，靶向准确率达 82.0%±5.0%（P<0.0001）。这为临床实现病灶精准干预提供了可能，避免对健康脑组织造成不必要影响。
02 动物实验中，疗效明确
神经调节效果是衡量器件能否有效调控神经元活动的核心，也是疾病治疗的关键。近红外光激活后，靶点区域 c-Fos 阳性细胞数为 317.8±80.96 个 /mm²，显著高于各对照组（P<0.01），刺激精度达 30μm，仅激活病灶周围神经元，避免非特异性干扰。该结果证实技术可实现精准神经调节，为炎症相关脑部疾病提供了无创高效的干预手段。
图 3-Figure 4 ：无创靶向脑部刺激效果：可精准调节神经元活动，且效果具有特异性。
03 安全方面，生物相容性 OK
生物相容性是技术进入临床的重要前提，直接关系治疗安全性。实验小鼠短期血常规、生化指标无异常，运动和认知功能与对照组无显著差异；长期脑部无病理损伤，小胶质细胞和星形胶质细胞激活水平与对照组无统计学差异。良好的生物相容性降低了临床应用风险，为后续人体试验奠定基础。
04 能被清除，规避长期留存隐患
体内清除效率反映复合物能否安全代谢，避免长期留存引发不良影响。细胞-电子复合物在体内 10 天内可通过代谢清除，主要器官无残留，且清除后小鼠生理指标正常。这一特性无需二次手术取出，提升了治疗便利性与安全性，为临床推广创造有利条件。
图 4-Figure 5 ：评估技术的安全性，包括短期 / 长期生物相容性及体内代谢清除能力
这一研究成果不仅规避了传统开颅手术的高风险，还解决了无创刺激的精度难题，为阿尔茨海默病、脑肿瘤等多种顽疾提供了全新治疗思路。未来，随着技术在植入效率、功能拓展等方面的持续优化，以及大动物实验和临床试验的推进，有望让「打一针治脑疾」从实验室走向临床，为阿尔茨海默病、脑肿瘤等多种顽疾提供了全新治疗思路。
除了麻省理工这项突破性研究外，全球科研界在注射式脑疾治疗领域还有多项重要进展，针对痴呆、脑肿瘤等不同病症的创新疗法陆续涌现，为临床治疗提供了更多可能。
打针治疗痴呆，清除近 50% 大脑「垃圾」
四川大学华西医院联合加泰罗尼亚生物工程研究所的研究团队，在 Nature 子刊 Signal Transduction and Targeted Therapy 上发布了一项令人眼前一亮的研究。
他们提出全新纳米治疗策略，研发的 A₄₀-POs 纳米技术可精准调控血脑屏障运输通道，从病因根源入手干预阿尔茨海默病。给阿尔茨海默病模型小鼠注射后，2 小时内脑内致病 Aβ 蛋白清除率接近 50%，更能修复大脑「清洁系统」，让小鼠记忆改善效果持续半年，彻底打破传统疗法「治标不治本」的局限，为该病治疗开辟了「调机治本」的新路径。
图 5 研究截图
注射病毒，治疗致命脑肿瘤
除了治疗痴呆，脑肿瘤也将有一针解决的方案了。俄勒冈健康与科学大学、圣路易斯华盛顿大学的研究人员在 Cell 子刊 Cell Reports Medicine 上发表了题为：Intracranial injection of genetically modified, mosquito non-transmissible Zika virus: Safety in primates and ramifications for brain tumor therapy 的研究论文。这项研究还登上了 Cell Press 头条。
团队研发出基因改造寨卡病毒 Δ10 3′-UTR ZIKV。它可特异性靶向杀灭胶质母细胞瘤干细胞（肿瘤复发关键），且不感染成人正常脑组织。恒河猴颅内注射实验证实其安全无明显不良反应，14 天内病毒无传染性，为这一致命脑肿瘤的临床治疗开辟新路径。
图 6 研究截图
不论是麻省理工的循环电子学技术、还是华西团队的纳米治疗策略等，微创精准的疗法，正在突破脑疾治疗瓶颈。
它们无需开颅，能穿透血脑屏障精准作用病灶，为痴呆、脑肿瘤等顽疾开辟全新治疗方向，推动临床治疗向微创精准大步迈进。期待这些创新技术早日完成临床试验，从实验室走进病房，为全球脑部疾病患者带来新的治疗希望。
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参考资料：
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