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　　用于阿爾茨海默病聯(lián)合治療的新型靶向高效納米系統(tǒng)

如果說，藥物是人類發(fā)明用來抵御病痛的武器，那么被吞下的一粒藥，要在人體內(nèi)經(jīng)過多么漫長而奇妙的旅程，才能最終抵達(dá)它的戰(zhàn)場？

比起人體的其他器官，大腦是最為精密復(fù)雜而又神秘莫測的“未知之境”，“以現(xiàn)有的阿爾茨海默癥為例，目前市面上的主流治療藥物，最終能作用于大腦的藥物劑量并不夠多。

“天津大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院教師武曉麗說。她所供職的生科院納米生物醫(yī)學(xué)研究所，一直致力于納米診療系統(tǒng)方面的基礎(chǔ)和應(yīng)用研究。他們給藥物設(shè)計出“納米戰(zhàn)衣”，可將藥物包裹在納米顆粒中，使其得以順利在人體內(nèi)“翻山越嶺”精準(zhǔn)抵達(dá)目標(biāo)位置、持續(xù)釋放；在大幅提高藥物生物利用度的同時，降低其副作用。

這項研究近日在治療阿爾茲海默癥的治療方面取得了新進(jìn)展，天津大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院納米生物醫(yī)學(xué)研究所所長常津教授所帶領(lǐng)的團(tuán)隊在Advanced Science（《先進(jìn)科學(xué)》） 上發(fā)表了關(guān)于人血清白蛋白納米藥物對阿爾茲海默癥治療機制的研究。

研究結(jié)果顯示，該人血清白蛋白藥物遞送納米系統(tǒng)可顯著提高治療藥物的入腦效率和腦內(nèi)滯留能力。阿爾茲海默病小鼠模型顯示，該納米藥物可改善神經(jīng)元形態(tài)學(xué)改變，挽救記憶障礙，減緩疾病的發(fā)病進(jìn)程。這意味著，該研究有望提供一種多功能、高效協(xié)同、生物安全性好的阿爾茲海默癥治療新候選方案。

　　探索阿爾茲海默癥治療的新辦法

　　9月21日，是世界阿爾茲海默癥日，有統(tǒng)計顯示，我國阿爾茲海默癥患者居全球首位，是全世界新發(fā)病例增速最快的國家之一，預(yù)計到2050年我國阿爾茲海默癥患者人數(shù)可達(dá)3000萬人。然而，對這種常見的神經(jīng)退行性疾病，人們對它既熟悉又陌生，目前并沒有找到其發(fā)病的確切機理，也尚無有效的治療方法。

　　科學(xué)家們通過對阿爾茲海默癥患者長達(dá)數(shù)十年的觀察研究發(fā)現(xiàn)，隨著年齡增長，金屬離子聚集觸發(fā)的Aβ淀粉樣沉積和神經(jīng)遞質(zhì)乙酰膽堿水平的降低是重要的誘發(fā)因素之一，可導(dǎo)致認(rèn)知減退，推動疾病發(fā)展，癥狀包括記憶力喪失、決策能力喪失、語言能力喪失等。

　　仿佛是擺在人類面前一個巨大的多米諾骨牌，雖然還沒有人知道最初是什么按下了“起始鍵”誘發(fā)了阿爾茲海默癥，但科學(xué)家們認(rèn)為，如果能夠在疾病過程中及時阻攔上述誘發(fā)因素，就有可能延緩甚至控制它的發(fā)展。近年來，面世的阿爾茲海默癥藥物，都在試圖成為阻攔骨牌進(jìn)一步倒塌的武器。

　　天津大學(xué)常津教授帶領(lǐng)的團(tuán)隊抓住目前公認(rèn)的誘發(fā)阿爾茲海默癥的可能因素，即金屬離子聚集觸發(fā)的Aβ淀粉樣沉積和乙酰膽堿失衡，提出需要一種既能抑制和減少金屬離子聚集，又能同時調(diào)節(jié)乙酰膽堿失衡的聯(lián)合治療方法實現(xiàn)阿爾茨海默癥的治療。

　　在現(xiàn)有藥物中，他們選取了具有上述功能的氯碘羥喹和多奈哌齊兩種藥物，把它們裝進(jìn)由人血清白蛋白做成的“納米戰(zhàn)衣”，讓藥物能在人體內(nèi)“乘風(fēng)破浪”直抵病灶。

　　穿上“納米戰(zhàn)衣”藥效大不同

　　通常治療阿爾茲海默癥的口服藥物，在通過消化系統(tǒng)入血后，還要跨越人腦中難以逾越的血腦屏障。血腦屏障是人類重要的自我保護(hù)機制之一，它是由腦毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞、神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞和脈絡(luò)叢構(gòu)成，用以阻止有害物質(zhì)由血液進(jìn)入腦組織。這同時也意味著，藥物想跨越血腦屏障也非常困難。

　　天大團(tuán)隊的科學(xué)家們設(shè)想，能不能給藥物找一條進(jìn)入大腦的“捷徑”？他們嘗試把藥物從鼻腔滴入，這是繞開血腦屏障的“近路”。他們研制的“納米戰(zhàn)衣”由人體自身的血清白蛋白做成，既保證了安全性，也會被免疫系統(tǒng)認(rèn)為是“自己人”，避免了被“剿殺”的風(fēng)險。

　　這次，必須經(jīng)過的通道是鼻腔，而鼻腔黏膜也是一道天然屏障，為了順利穿過這層阻擋，科學(xué)家們在“納米戰(zhàn)衣”上添置了兩種特別的“小裝備”：一種是可跨越鼻粘膜的跨膜肽（TAT），另一種是靶向制劑神經(jīng)節(jié)苷脂（GM1）。前者可以提高納米顆?？邕^鼻黏膜的效率，使藥物能更快更好在腦內(nèi)富集；后者可以幫助已穿過鼻黏膜的藥物，快速聚集到腦內(nèi)病變部位。

　　另外，“納米戰(zhàn)衣”還同時解決了氯碘羥喹水溶性差和多奈哌齊副作用大的缺陷，使得藥物能夠更好地緩釋，更有效地滯留在病變部位，提高積累量，安全性也更高。

　　倘若能按照這個設(shè)想再往前走，未來的患者將不再需要大把吃藥，也不用再忍受傳統(tǒng)藥物帶來的副作用，只需要在鼻腔滴入幾滴藥，就能達(dá)到高效的治療效果。

　　在把藥物送入身體之前，科學(xué)家們還可以給“納米戰(zhàn)衣”進(jìn)行熒光標(biāo)記，以便給藥后通過活體成像儀直接觀測藥物作用的動態(tài)過程和分布。這項藥物可視化技術(shù)也同樣適用于腫瘤藥物治療過程的CT和MRI檢測。

　　給藥物加“開關(guān)”精準(zhǔn)攻擊癌細(xì)胞

　　除了團(tuán)隊領(lǐng)軍人常津教授，這支科學(xué)家團(tuán)隊平均年齡不足35歲，這些年輕人一直試圖使用納米生物醫(yī)學(xué)材料和技術(shù)在重大疾病診療方面尋找新的突破。

　　許多材料都可以被他們改造成神奇的“納米戰(zhàn)衣”，量子點、納米金、納米銀、納米磁微粒、稀土、上轉(zhuǎn)換、近紅外納米微粒、高分子脂質(zhì)體等微納米顆粒都成了他們手中的“兵器”，不同的納米顆粒因本身具有不同功能而在各種場合派上用處。

　　不僅是阿爾茲海默癥，他們還把納米靶向控釋治療技術(shù)用于腫瘤、糖尿病等重大疾病的治療中，將體外體內(nèi)診斷技術(shù)和靶向控釋治療技術(shù)有機結(jié)合，盡可能實現(xiàn)對重大疾病的早期診斷和精準(zhǔn)治療。

　　比如，該團(tuán)隊將納米技術(shù)與靶向控釋、光遺傳學(xué)、聲遺傳等技術(shù)相結(jié)合，創(chuàng)新合成多種具有優(yōu)異特性的納米材料，自主研發(fā)了一系列多模態(tài)探針引導(dǎo)的可視化納米藥物，應(yīng)用于多種乳腺癌、腦瘤、肝癌、肺癌等腫瘤的可視化治療。

　　化學(xué)治療是腫瘤臨床治療的策略之一，但常規(guī)藥物在人體內(nèi)遞送的過程中，往往會有不可控的藥物釋放。眾所周知的，化療毒副作用大，患者痛苦不堪。

　　研究者嘗試在藥物的“納米戰(zhàn)衣”上加設(shè)一個“開關(guān)”，可以根據(jù)病人的具體需求，先靶向遞送藥物至患處，實現(xiàn)藥物的時空精準(zhǔn)控釋并最大限度地防止對正常器官組織的損傷。

　　光、聲敏感的納米載體便是其中一種“開關(guān)”，研究者可以用光或超聲波激活藥物，驅(qū)使其在準(zhǔn)確的時間和位置釋放出來攻擊癌細(xì)胞，抗癌藥物釋放量等可以通過光和超聲波的強度、波長和照射時間來進(jìn)行精確調(diào)控。

　　與此同時，應(yīng)用納米技術(shù)還能解決傳統(tǒng)疾病檢測技術(shù)中存在的靈敏度低、特異性差、操作耗時和價格昂貴等缺陷。

　　年輕研究者們已嘗試將納米技術(shù)與分子診斷、大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)有機結(jié)合，創(chuàng)制出高性能微納生物新材料，實現(xiàn)了樣品快速分離、檢測信號放大和微弱信號保真，實現(xiàn)快速、靈敏、準(zhǔn)確和高通量檢測，進(jìn)而開發(fā)出腫瘤、傳染病、心衰、帕金森等系列疾病的多種診斷產(chǎn)品，產(chǎn)品性價比高，并替代了部分進(jìn)口產(chǎn)品。

　　在這個朝氣蓬勃、勇于探索和創(chuàng)新的青年科學(xué)家團(tuán)隊看來，科學(xué)探索永無止境，能實實在在地幫助更多患者擺脫病痛，提高人民健康水平，這是驅(qū)使他們不斷勇往直前的動力。

中國青年報 2020年09月08日 12 版  中青報·中青網(wǎng)記者 胡春艷