敌草快作为一种高毒性除草剂，可引发急性肾损伤而导致极高致死率。目前对于以敌草快为代表的中毒治疗，临床手段主要依赖血液净化技术，但这类技术难以清除蓄积于组织中的毒素，无法有效阻止氧化应激及炎症反应引发的多器官功能衰竭。为此，本研究提出了一种基于生物启发的精准解毒策略，开发了一种由工程化巨噬细胞护送的轮烷纳米清道夫系统，实现了对敌草快的精准识别、捕获与解毒，同时减轻器官氧化损伤并提高中毒小鼠的生存率。

图注说明：本研究提出的需求导向型解毒策略，致力于解决中毒管理中亟待满足的关键问题。通过互补毒素结构、AI和分子模拟辅助进行CCD分子设计，展现出优秀的毒素识别和毒素中和能力；进而基于轮烷架构的系统将CCD整合于PEG载体，经ROS响应型聚合物稳定后装载入巨噬细胞，显示出对肾脏炎症部位的显著靶向性。同时装载4-OI分子激活机体Nrf2抗氧化通路，降低炎症水平与ROS损伤，双管齐下，实现了从被动毒素清除到主动的组织水平中和毒素的范式转变。

敌草快中毒的致死率居高不下，主要原因在于其独特的双吡啶阳离子结构，使其能够特异性地在肾脏富集，与肾小管上皮细胞结合，诱导活性氧（ROS）过量产生，进而引发氧化应激、炎症反应，最终导致肾脏衰竭。传统的血液透析等治疗手段无法有效清除已蓄积到肾脏组织中的敌草快，因此急需开发一种能够主动靶向毒素蓄积组织并打破病理反馈循环的新型疗法。本项研究设计并合成了一种基于电荷中和原理的解毒剂——多取代羧甲基α-环糊精（CCD），通过分子模拟计算和AI筛选，发现其能够精准识别并捕获敌草快分子，同时抑制 ROS生成。为了增强肾脏靶向性，将负电性CCD穿引至聚乙二醇链上形成“分子项链”的假聚轮烷结构，利用ROS响应断裂的阳离子聚合物进行包覆稳定，并将该复合物封装于巨噬细胞内，借助其固有的炎症趋化作用，实现肾脏的主动靶向递送。此外，该仿生递释系统中还引入了 4-辛基顺乌头酸盐（4-OI），通过激活机体Nrf2抗氧化通路，协同打破ROS-炎症恶性循环。

该研究的核心创新点在于：（1）主动型解毒策略的提出。实现了对毒素的精准识别与主动捕获，打破了传统以血液透析为代表的被动解毒疗法的局限，为中毒治疗开辟了从被动清除毒素向主动“猎毒”的新路径；（2）分子水平的解毒剂精准设计。通过计算筛选确定 CCD 作为理想的宿主分子，其能够通过多价羧酸盐相互作用中和敌草快的正电荷，同时在分子结构上与敌草快匹配，实现精准捕获。（3）多功能仿生递送系统。利用轮烷结构和巨噬细胞的双重优势，克服了肾脏靶向障碍，并在病理微环境触发下精准释放，实现了对毒素蓄积组织的精准投递。并且激活机体Nrf2抗氧化通路，双管齐下，治标治本，实现协同解毒。

综上，本研究成功开发了一种基于工程化巨噬细胞护送的轮烷纳米清道夫系统，为以敌草快中毒为代表的精准解毒提供了全新的解决方案。该系统不仅实现了对敌草快的高效捕获与解毒，还能够有效减轻肾脏氧化损伤和炎症反应，提高了中毒小鼠的生存率。这种融合了超分子设计、功能拓扑工程和细胞驱动生物分布的创新策略，为应急毒理学领域从被动的症状管理向主动的机制干预转变提供了范例，有望为其他中毒治疗提供借鉴。

相关研究成果以 “Engineered-Macrophage-Escorted Rotaxane Nanoscavengers for Precise Diquat Detoxification” 为题发表于中科院一区杂志 Advanced Materials上。复旦大学药学院药剂学系孙涛、复旦附属闵行医院急诊科的孙克玉和解梓琛、香港大学汪嘉琪等为该论文的通讯作者。本文受到国自然面上、上海科委国际合作等项目的支持。

       更多信息可查阅原文：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202506466