据文汇报 病毒是如何精准找到并感染特定细胞的?这个科学命题给了上海科学家新灵感。日前,上海交通大学医学院附属新华医院苏佳灿研究团队联合新加坡国立大学和上海大学的科学家,在国际顶级期刊《自然·纳米技术》发表成果。他们模仿病毒的感染策略,开发出一种能精准递送药物到关节炎病变细胞的纳米系统,为骨关节炎患者带来新希望。
骨关节炎影响着全球约5亿人,这种疾病会导致关节软骨逐渐磨损,引发疼痛、肿胀和活动受限。目前的药物治疗只能暂时缓解疼痛,无法阻止疾病进展。
为何治疗如此困难?原来,软骨组织就像一个致密的网状迷宫,网眼直径只有60纳米,相当于头发丝的千分之一,大于这个尺寸的药物分子进不去。即使是小分子药物进入关节腔,也会在几小时内被滑液冲走。更棘手的是,病变的软骨细胞在关节中分布不均,现有技术无法区分哪些是正常细胞,哪些是病变细胞。
“想象一下,把药物送到膝关节里的病变软骨细胞,就像要把快递准确送到一栋大楼里的某个特定房间,但是快递员一进大楼就迷路了。”苏佳灿教授形象地说。
面对这个难题,研究团队把目光投向自然界的“感染大师”——病毒。“病毒在亿万年的进化中练就了一身找到并进入特定细胞的本领。”团队成员解释,比如HIV病毒、流感病毒,它们表面的糖蛋白就像一把把特制钥匙,能识别并黏附在目标细胞表面,还能在特定信号触发下改变形状,打开细胞大门。
受此启发,研究团队设计了一种“仿病毒糖蛋白肽”,这是只有几十个氨基酸的小分子,却集成了病毒感染的两个关键功能:一是能黏附在软骨基质和细胞表面的Ⅱ型胶原上,就像病毒先“抓住”宿主细胞;二是能被病变细胞特有的MMP13酶激活,露出细胞穿透序列,实现精准进入。
“MMP13就像病变软骨细胞的身份证,正常软骨细胞几乎不产生这种酶,而病变细胞周围MMP13大量存在。我们的纳米颗粒就像配备了智能识别系统的快递员,只有遇到持有这个身份证的细胞才会投递药物。”研究人员解释。
研究团队将这种仿病毒肽连接到载药胶束表面,制成直径仅16纳米的纳米递送系统。在动物实验中,该系统已展现出满意效果。“目前有超过10种疾病修饰性骨关节炎药物在临床试验中,但大多数因无法有效到达病变部位而失败。”研究人员表示,该递送系统就像为候选药物配备了精确导航系统,为开发新一代骨关节炎治疗药物开辟广阔前景。■唐闻佳
