生物材料在解决各种疾病问题、提高人类生活质量中发挥了重要作用，尤其是原位生物材料的开发，为实现在动态生理条件下的精准靶向治疗提供了新思路。近日，南开大学余志林教授团队介绍了原位生物材料的概念及其设计原理，总结了以原位多肽组装为代表的生物材料在癌症治疗、抗炎、抗菌、组织工程以及其他疾病治疗中的应用，并深入讨论了原位多肽组装面临的挑战和未来发展前景。该综述以“In situ formulation of biomaterials for disease therapy: Recent advances in peptide assembly strategies”为题发表在期刊《Coordination Chemistry Reviews》上。在该工作中，作者首先介绍了原位生物材料的定义、设计原则、以及材料类型。随后，重点介绍和分析了以原位多肽组装为基础的生物材料在癌症治疗、抗炎、抗菌、组织工程以及其他疾病治疗中的应用和发展方向。

图1. 原位生物材料中原位位点、刺激源、原位反应以及材料成分示意图

图2. 肿瘤组织的特征和癌症原位治疗剂的设计原则

图3. 细菌感染组织的特征和原位治疗剂的设计原则

图4. 炎症组织的特征和原位治疗剂的设计原则

图5. 损伤组织的特征和原位治疗剂的设计原则

  最后作者总结了原位多肽组装在疾病治疗中的巨大应用价值和潜力，并进一步分析了其在临床应用中的现状、挑战和解决方法。首先，目前对于多肽结构设计、刺激源以及病理特征之间的关系和理解十分有限，阻碍了原位生物材料的系统设计，与人工智能的结合可能会更有助于原位材料配方的精准设计。其次，多肽组装的原位构筑依赖于生物标志物的过表达，而患者的个体差异性对原位生物材料的普遍性提出了挑战，应开发更加稳健精准的反应调控策略以满足不同病理条件。第三，对原位生物材料的原位表征方法十分有限，使其更加依赖于溶液中的表征，因此应建立离体表征与原位结构之间的桥梁。第四，由于缺乏药代动力学和生物安全性方面的研究，原位生物材料的临床应用受到阻碍，这是由于原位生物材料是原位形成的，且含有多种组成成分，各成分的降解动力学和途径可能各有不同，因此开发高灵敏的高效分析方法可能有助于他们的临床转化。

  原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0010854524005976