【《华人》传媒 2026年10月2日讯】麦克阿瑟基金会(John D. and Catherine T. MacArthur Foundation)近日公布了2026年度麦克阿瑟学者奖(MacArthur Fellows)名单。加州大学圣地亚哥分校(UC San Diego)化学与纳米工程学系主任、华裔科学家张良方(Liangfang Zhang)教授,因开创利用细胞膜仿生纳米颗粒治疗和预防疾病的新路径,荣获这一被誉为“天才奖”的殊荣。该奖项在五年内提供80万美元不附带任何条件的自由支配资金。

核心突破:给纳米颗粒穿上细胞膜的“隐身衣”

长期以来,纳米颗粒虽然能携带大量药物,但进入血液后,往往会被免疫系统当作“外来物”识别并清除。研究者尝试过用各种材料修饰合成颗粒,让它们不那么显眼。

张良方的思路是直接借用细胞本身的表面:把红细胞等人体细胞的膜取下来,包裹在可降解的纳米颗粒外面,同时保留膜上天然的蛋白质、脂质和糖类。2011年,他的团队在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上发表论文,显示这种红细胞膜包裹的颗粒可以在血液中循环长达两天,远长于许多传统纳米颗粒。他本人把这种做法称为一条“工程捷径”:不必一一复制细胞表面的复杂细节,直接使用细胞膜本身。

由于细菌释放的一些毒素会攻击红细胞膜、使其穿孔,这些被红细胞膜“伪装”的颗粒会被毒素误认为真正的红细胞,把毒素吸附过来,从而保护真正的细胞。团队因此把它们称为“纳米海绵”(nanosponges),也就是形象的“排毒海绵”。同样的思路也被用于其他细胞:巨噬细胞膜、中性粒细胞膜、血小板膜等,分别拓展出不同的用途。

1. 抗感染新思路:变身“排毒海绵”,不直接杀菌,而是吸走毒素

传统抗生素的原理是杀死细菌,而细菌不断变异,催生出耐药性问题。张良方团队的纳米海绵走的是另一条路:它像一块“排毒海绵”,并不与细菌“正面厮杀”,而是吸附细菌释放的毒素,削弱感染造成的损害。研究显示,这类海绵对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)产生的毒素有效,有助于减轻相关感染。

巨噬细胞膜纳米海绵还被用于捕获与脓毒症(败血症)有关的毒素和炎症分子。由于巨噬细胞膜上有针对多种致病分子的受体,它们可以充当“通用陷阱”,比针对单一分子的药物覆盖面更广。

由于这种方法不依赖抗生素,研究者认为它有望为应对耐药感染提供补充手段,并且可能不那么容易受到耐药性的影响。需要说明的是,这仍属于潜在优势,目前主要来自实验室与动物研究的证据,还不能说它能彻底解决耐药难题;纳米海绵也只针对毒素,并不能杀灭细菌本身。

2. 更多应用:精准递药、炎症与真菌感染

在药物递送方面,团队此前还研制过用血小板膜伪装的纳米颗粒。血小板会天然结合受损血管,也会优先附着在MRSA等某些病原体上。装载药物后,这种颗粒把药物送到受损动脉和细菌感染部位,只需常规剂量的一小部分就产生了治疗效果。这种“把药集中送到需要的地方”的做法,有望提高药效、减少全身副作用。

此外,中性粒细胞膜海绵在类风湿关节炎研究中扮演“诱饵”,拦截推动炎症循环的分子;巨噬细胞膜颗粒则被用来对付耐药的白色念珠菌。在癌症领域,细胞膜纳米颗粒被视为递送药物、乃至治疗和预防肿瘤的潜在平台,但相关研究仍处于探索阶段,距离“只杀癌细胞、不伤好细胞”的理想还有很长的路。

对于这项荣誉,张良方表示意义重大,认可的是他的团队16年来把细胞纳米颗粒技术从早期发现发展为一个平台的工作。他说,这项技术“可能最终让患者受益”。他共同创办的生物技术公司 Cellics Therapeutics 正在推进红细胞和巨噬细胞纳米海绵走向临床研究,用于细菌感染、自身免疫性疾病和炎症性疾病的治疗。他还希望将这类细胞纳米颗粒用于中和包括细菌毒素和病毒在内的多种病原体。

张良方说,过去十年里全球数百个实验室已发表了超过一万篇与细胞膜包被技术有关的论文,其影响早已超出他自己的实验室。

对于这笔巨额资助,张良方表示这令他“完全感到意外与惊喜”。他计划利用这笔无门槛限制的资金,加速推动这套细胞纳米颗粒平台(CNP)跨越实验室阶段,全面进入人类临床试验,并探索人工智能(AI)在纳米药物设计中的无限潜力。

张良方教授:教育背景与学术履历

张良方教授多次入选科睿唯安(Clarivate)“全球高被引科学家”名单,并共同创办了多家生物技术初创公司,是一位兼具基础研究与产业转化思维的学者。

教育背景

  • 2000年 & 2002年:毕业于清华大学化学工程系,先后获得学士与硕士学位。
  • 2006年:毕业于伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校(UIUC),获得化学工程博士学位(导师为 Steve Granick 教授)。
  • 2006年—2008年:在麻省理工学院(MIT)Robert Langer 教授(美国国家科学院、工程院、医学院三院院士,Moderna 联合创始人之一)实验室从事博士后研究。

职业履历

  • 2008年7月:加入加州大学圣地亚哥分校(UCSD),任助理教授,实验室设在 Moores 癌症中心。
  • 2012年:晋升为副教授。
  • 2014年:晋升为正教授。
  • 现任:Joan and Irwin Jacobs Chancellor’s Endowed Chair in Innovations for Engineering in Medicine 讲席教授,以及 UCSD 艾索宇风·李氏家族化学与纳米工程系(Aiiso Yufeng Li Family Department)系主任。该系于2024年获得李氏家族2,100万美元捐赠,以表彰其推动化学工程与纳米工程融合的努力。
  • 荣誉:2013年入选《麻省理工科技评论》“35岁以下创新者”;2015年当选美国医学与生物工程院(AIMBE)Fellow;2016年入选《大众科学》“Brilliant 10”;2018年当选美国科学促进会(AAAS)Fellow;2020年当选美国国家发明家科学院(NAI)Fellow。

(综合报道)

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