聶廣軍，現任國家納米科學中心人事處處長、黨委委員。研發能在人體內執行復雜功能的智能納米機器人，實現對人類重大疾病的精准診療，是科學家長期追逐的偉大夢想。聶廣軍長期致力於抗腫瘤智能納米藥物研究，提出了“利用智能納米技術、精確調控腫瘤微環境，實現高效綜合治療”的先進學術思想。其研究團隊在研發活體內執行復雜生物學功能的智能納米藥物和納米機器方面取得突破性進展，提出一系列創新性的抗腫瘤治療方案，產生了重大國際學術影響。

2002年起，聶廣軍先后在加拿大麥吉爾大學和西蒙莎菲大學求學和工作，長期從事生物醫學相關的研究和轉化。2008年回國后一直積極與加拿大、美國、英國和澳大利亞等國家展開實質性長期的合作，不斷推動相關學科的國際合作。聶廣軍在國際納米生物學和納米藥物領域具有較高的學術聲望和影響力，他是澳大利亞昆士蘭大學的榮譽教授，美國Methodist Hospital Research Institute的兼職研究員，英國醫學科學院的Advanced Newton Scholar。聶廣軍研究員主持中國科學院盧嘉錫國際交叉合作團隊，組織美國、英國、新加坡和中國科學院等單位10余名著名科學家，在腫瘤微環境智能調控型納米藥物方面聯合科技公關，取得了顯著的科研成果，獲得了北京市2020年自然科學獎一等獎和中國藥學會科學技術獎二等獎等榮譽。他在2022年入選美國醫學與生物工程院會士，這是美國醫學與生物工程技術領域的最高學術榮譽。聶廣軍在促進國際合作、國際人才培養和交流方面，發揮了重要的作用。

精確栓塞腫瘤血管的納米機器人

基於先進DNA納米自組裝技術，聶廣軍研究團隊構建了一種能夠精確、安全栓塞腫瘤血管的納米機器人，歷史上首次實現利用智能納米機器人在動物活體血管內穩定工作。該納米機器人具有管狀結構，可以通過DNA適配體選擇性結合血管內皮細胞表面特異性表達的核仁素，同時適配體作為響應性的分子開關，打開DNA納米機器人，在腫瘤部位可控釋放強效促凝分子凝血酶，進而特異性誘導腫瘤血管形成血栓，阻斷血供，“餓死”腫瘤。DNA納米材料能夠以完全可編程的方式自發組裝，定點、定量地將不同活性分子裝載在三維結構的特定位置，大大增強體內行為的可控性和可預測性。體內研究表明，DNA納米機器人對血管豐富的腫瘤類型（如肝癌、黑色素瘤和肉瘤）療效最為顯著，可以使75%的荷瘤小鼠達到腫瘤完全消退，在小鼠和巴馬豬模型中顯示出良好的生物安全性和免疫惰性。

DNA納米機器人可以直接作用於血管內皮，從根本上避免了靶向腫瘤細胞需要穿越的血管和腫瘤屏障，提高療效。更引人注目的是，該策略使得凝血酶這一傳統上認為無法靜脈注射的蛋白藥物安全地通過血液循環遞送，極大地拓展了潛在可能應用於抗腫瘤治療的藥物范疇。抗腫瘤納米機器人技術代表了未來人類精准藥物設計的全新模式。

本研究首次實現了納米技術輸運高活性生物分子，在生物活體內實現復雜的腫瘤特異性識別和抗腫瘤功能，屬於智能納米藥物遞送技術中的巔峰技術。論文（Nature Biotechnology 2018，36，258-264）發表后備受學術界和公眾的關注，受到國內外多家權威期刊重點推薦，100多家媒體廣泛報道，被美國《The Scientist》雜志評選為年度科技進步之一，並入選了2018年“中國科學十大進展”。

聶廣軍團隊將前述創新性研究作為基礎，進一步發展了基於促凝因子“定點”栓塞腫瘤血管的聯合治療策略。腫瘤組織邊緣的癌細胞由於能從鄰近的正常組織得到養分，難以被血管栓塞療法徹底清除，因此單純使用血管栓塞劑治療的腫瘤易在停藥后復發。聶廣軍團隊據此開發了生物相容的殼聚糖智能納米系統，同時負載促凝因子凝血酶和化療藥物阿霉素，實現特異性靶向栓塞腫瘤血管的同時，促進化療藥物同步富集到無血供或不依賴血管生長的腫瘤邊緣區域，進一步提高血管栓塞療法的治療效果。作為前述凝血酶栓塞療法的拓展應用，本研究為開發基於調控腫瘤血管微環境的聯合療法提供了新的思路，對提高已有栓塞療法療效的方案設計具有重要指導意義。成果發表於《自然》集團重要刊物Nature Biomedical Engineering 2020，4，732–742。

定點清除腫瘤血小板的智能納米療法

腫瘤血管微環境在為腫瘤組織提供養分的同時，亦是靜脈注射的藥物進入腫瘤的必經之路。腫瘤組織中的炎症細胞能夠持續造成血管內皮損傷，但微環境中大量活化的血小板通過內皮黏附和分泌損傷修復因子，維護了血管的完整性，阻礙了納米藥物穿過血管內皮進入腫瘤組織。

聶廣軍團隊創造性地構建了一種靶向敲除腫瘤局部血小板的多層智能納米結構，外層載帶血小板抗體，內核包裹化療藥物阿霉素。在腫瘤微環境中，該體系外殼對腫瘤血管內皮表面高表達的基質金屬蛋白酶2（MMP2）產生特異性響應，可控釋放抗血小板抗體和載帶化療藥物的納米內核，通過定點清除腫瘤組織中的血小板，擴大血管內皮間隙，從而增加內核中納米化療藥物的瘤內富集。這一智能響應的體系還避免了血小板抗體造成非特異性出血的風險。該研究工作是首次將血小板局域敲除這一學術原理應用於納米載體遞送增效，發展了一種具有普適性的增加腫瘤血管通透性的新技術，可用於化療、小分子藥物和免疫治療等的增效減毒，且對血管不夠豐富因此不適用栓塞療法的腫瘤亦可適用。該成果在《自然》集團重要刊物（Nature Biomedical Engineering2017，1，667-679）發表后引起了國際同行的廣泛關注和引用。

創新天然膜泡改造技術實現個體化腫瘤免疫治療

細胞外泌體（exosomes）是由活細胞分泌的直徑為30-100nm的膜結構囊泡，包含多種來自細胞母體的活性生物分子，在細胞間信號傳遞和物質交換方面有重要生物功能。作為天然來源的納米結構，外泌體在藥物輸運方面顯示出獨特的仿生活性。聶廣軍團隊長期致力於拓展天然膜泡改造技術在抗腫瘤納米藥物方面的應用，團隊前期通過基因工程改造，使外泌體表面表達腫瘤組織靶向肽iRGD，賦予其腫瘤靶向特征，是國際上利用天然膜泡結構遞送抗腫瘤藥物的奠基性研究工作之一（Biomaterials2014，35，2383-90﹔ESI高引頻論文）。

在前期研究的基礎上，團隊進一步將天然膜泡改造技術應用於細菌外膜囊泡（OMV）結構。OMV作為細菌來源的天然膜泡，具有獨特的體內免疫效應，臨床上已作為抗感染疫苗的免疫佐劑使用。聶廣軍團隊創新性結合基因工程改造和分子膠水技術，開發了國際上首個基於OMV的腫瘤疫苗平台。將多肽分子膠水的一端融合表達在OMV膜上，另一端與腫瘤抗原連接，兩者混合后發生快速的共價結合。該研究建立的是一種高效的“即插即用”型腫瘤疫苗平台，能夠根據不同病人、腫瘤的抗原表達特點，將“定制”的抗原組合快速展示在囊泡表面，更加符合復雜多變的臨床需求，有望解決現有免疫治療應答率低的瓶頸問題。相關工作發表在Nature Communications2021，12，2041。

此外，針對臨床中腫瘤術后易復發轉移和相關腫瘤疫苗設計的難點，聶廣軍團隊進一步開發了一種個性化的雜合膜納米腫瘤疫苗，巧妙利用納米技術，將含有腫瘤抗原信息的腫瘤細胞膜和天然帶有佐劑活性的細菌內膜融合展示於聚合物納米顆粒表面。疫苗中的細菌膜成分向機體免疫系統提供免疫刺激信號，使得源於患者“自體”的腫瘤膜能夠同時高效被樹突狀細胞攝取，提高腫瘤抗原的遞送和呈遞效率。該納米疫苗的最大特色，是能夠在無需鑒定腫瘤抗原的情況下實現個性化免疫治療，從根本上解決腫瘤抗原鑒定困難、單一抗原免疫原性弱的問題﹔由於佐劑成分使用的是不含有細菌脂多糖的細菌內膜，該疫苗更不易引起細胞因子風暴等免疫治療相關的副作用，臨床應用前景十分廣闊。