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軟骨組織上建“藥庫” 增強骨關(guān)節(jié)炎療效

文章來源:全球醫(yī)療器械網(wǎng)發(fā)布日期:2024-03-26瀏覽次數(shù):19
核心提示:國家納米科學中心研究員聶廣軍團隊與清華大學長庚醫(yī)院教授余家闊團隊成功構(gòu)建軟骨組織特異性藥物儲庫平臺,可改善抗骨關(guān)節(jié)炎藥物的藥代動力學特性,提升治療效果。

關(guān)節(jié)疼痛、腫脹、僵硬,活動時感覺到關(guān)節(jié)摩擦,有時甚至可以聽到“咔嗒”聲或其他摩擦音……當身體出現(xiàn)這些癥狀時,可能是患上了骨關(guān)節(jié)炎。研究表明,在40歲以上的人群中,骨關(guān)節(jié)炎的患病率接近50%。


近日,骨關(guān)節(jié)炎治療領(lǐng)域傳來喜訊:國家納米科學中心研究員聶廣軍團隊與清華大學長庚醫(yī)院教授余家闊團隊成功構(gòu)建軟骨組織特異性藥物儲庫平臺,可改善抗骨關(guān)節(jié)炎藥物的藥代動力學特性,提升治療效果。相關(guān)研究在線發(fā)表于《科學·轉(zhuǎn)化醫(yī)學》。


長時間維持藥物濃度是挑戰(zhàn)


骨關(guān)節(jié)炎又稱骨性關(guān)節(jié)炎、骨關(guān)節(jié)病等,是一種常見的關(guān)節(jié)退行性衰落疾病,主要癥狀為關(guān)節(jié)疼痛、腫脹、活動度減少等?!肮顷P(guān)節(jié)炎如果嚴重的話,可能導致患者關(guān)節(jié)長期慢性疼痛,并發(fā)展為關(guān)節(jié)功能障礙?!庇嗉议煾嬖V科技日報記者。


目前,臨床上對于骨關(guān)節(jié)炎的治療主要有5個階梯。第一階梯是運動治療,旨在加強患者的自我運動管理,加強關(guān)節(jié)周圍的肌肉力量,從而更好地保護關(guān)節(jié);第二階梯是藥物治療,目前進入到臨床應用的只有非甾體類消炎藥,主要用于消炎和止痛,對于患有嚴重骨關(guān)節(jié)炎的患者來說治標不治本?!暗谌恋谖咫A梯療法都屬于手術(shù)方案,包括關(guān)節(jié)鏡清理、截骨保膝和人工關(guān)節(jié)置換。但是這三種方案都沒法將已磨損的軟骨恢復至的完整狀態(tài)?!庇嗉议熖寡浴?/span>


盡管生長因子、基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑和抗炎小分子等一些生物制劑和小分子藥物,在臨床前研究中展現(xiàn)出了抑制軟骨退化的潛力,但由于這些候選藥物在臨床試驗中對患者的益處有限,大多未能成功轉(zhuǎn)化至臨床應用?!肮顷P(guān)節(jié)炎藥物治療的挑戰(zhàn)之一,是長時間維持軟骨組織內(nèi)的藥物濃度?!庇嗉议熃忉?,因為關(guān)節(jié)軟骨沒有血管,所以全身系統(tǒng)性給藥會導致軟骨組織內(nèi)的藥物濃度不足。


直接在關(guān)節(jié)腔內(nèi)注射藥物,是增加藥物在關(guān)節(jié)內(nèi)的生物利用度,以及讓全身不良反應小化的一種合理方法。“但是即使通過關(guān)節(jié)腔局部給藥,藥物也會通過關(guān)節(jié)滑膜毛細血管和淋巴引流被迅速清除,從而導致藥物在關(guān)節(jié)腔內(nèi)的滯留時間短暫?!闭撐墓餐谝蛔髡呒婀餐ㄓ嵶髡摺壹{米科學中心副研究員趙瑞芳說,在關(guān)節(jié)腔內(nèi)殘留的少量藥物,也會被關(guān)節(jié)軟骨細胞外基質(zhì)的致密空間結(jié)構(gòu)限制,阻礙藥物向軟骨組織內(nèi)滲透和進一步的軟骨細胞攝取。同時,高頻率給患者進行關(guān)節(jié)腔注射,還會增加關(guān)節(jié)腔感染的風險。


提升藥物長效治療效果


“很多實驗室研究都發(fā)現(xiàn)一些藥物能逆轉(zhuǎn)骨關(guān)節(jié)炎,但是這些藥物都在臨床試驗階段失敗了。其中一個原因就是關(guān)節(jié)內(nèi)藥物代謝比較快?!庇嗉议熣f。為破解這一難題,研究團隊巧妙地利用納米技術(shù),將含有多種軟骨細胞黏附受體的天然細胞膜展示于聚合物納米顆粒表面,以構(gòu)建模仿軟骨細胞的納米藥物庫,賦予軟骨藥物遞送系統(tǒng)更強的特異性和結(jié)合能力。


軟骨組織由軟骨細胞和致密的納米纖維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)組成。單一類型的軟骨細胞生長在軟骨細胞外基質(zhì)中,會通過細胞表面的膜蛋白與細胞外基質(zhì)發(fā)生黏附等相互作用?!笆苘浌羌毎c細胞外基質(zhì)相互作用的啟發(fā),我們將軟骨細胞的細胞膜提出后,展示在納米藥物表面,從而形成了縮小版的仿軟骨細胞。這樣模仿軟骨細胞的納米藥物就能像軟骨細胞一樣,黏附在軟骨細胞外基質(zhì)上長期保存,避免被代謝掉。”聶廣軍說。


“這就相當于在軟骨組織內(nèi)原位形成了一個納米藥物儲備庫?!壁w瑞芳進一步解釋,儲備庫里的藥物既可以被軟骨細胞攝取到細胞質(zhì)發(fā)揮作用,也可以局部緩釋出來,從而延長有效藥物作用于軟骨細胞的時間,起到長期增強療效的作用。


研究人員將聚合物納米顆粒黏附于大鼠及人源退變軟骨外基質(zhì),發(fā)現(xiàn)其可在大鼠軟骨組織內(nèi)滯留超過一個月。體外模擬的滑液清除實驗表明,負載信號通路抑制劑的聚合物納米顆粒下調(diào)了炎癥條件下大鼠及人軟骨移植物的分解代謝活性。在大鼠及比格犬骨關(guān)節(jié)炎模型中,聚合物納米顆粒有效恢復了模型動物的病理性步態(tài)、抑制軟骨下骨重塑并有效減緩了軟骨組織退變。


論文審稿人認為,使用膜包覆納米載體結(jié)合細胞外基質(zhì)并靶向治療骨關(guān)節(jié)炎是一種“有趣又巧妙的方法”。該研究提出一種創(chuàng)新策略,改善了藥物在軟骨中的保留時長,并使藥物緩慢釋放至組織中。這種藥物儲庫平臺可以提升藥物的長效治療效果。