上海科學家從病毒感染中獲取靈感，破題全球5億骨關節炎患者藥物“遞送難”

病毒是如何精準找到並感染特定細胞的？這個科學命題給了上海科學家一個新靈感。最近，上海交通大學醫學院附屬新華醫院蘇佳燦研究團隊聯合新加坡國立大學和上海大學的科學家，在國際頂級期刊《自然·納米技術》發表成果。他們模仿病毒的感染策略，開發出一種能精準遞送藥物到關節炎病變細胞的納米系統，爲全球5億骨關節炎患者帶來新希望。

向“感染大師”取經破題

骨關節炎影響着全球約5億人，相當於每14個人中就有1人深受其害。這種疾病會導致關節軟骨逐漸磨損，引發疼痛、腫脹和活動受限。目前的藥物治療只能暫時緩解疼痛，無法阻止疾病進展。

爲什麼治療如此困難？原來，軟骨組織就像一個緻密的網狀迷宮，網眼直徑只有60納米，相當於頭髮絲的千分之一，大於這個尺寸的藥物顆粒根本進不去。即使是小分子藥物進入關節腔，也會在幾小時內被滑液沖走。更棘手的是，病變的軟骨細胞在關節中分佈不均，現有技術無法區分哪些是正常細胞，哪些是病變細胞。

“想象一下，如果要把藥物送到膝關節裏的病變軟骨細胞，就像要把快遞準確送到一棟大樓裏的某個特定房間，”蘇佳燦教授形象地說，“現在的問題是，快遞員進了大樓就迷路了，藥物在關節腔裏很快就被沖走，根本到不了目的地。”

面對這個難題，研究團隊把目光投向了自然界的“感染大師”——病毒。

“病毒雖然是病原體，但它們在億萬年進化中練就了一身找到並進入特定細胞的本領。”團隊成員解釋道。比如HIV病毒、流感病毒等，它們表面的糖蛋白就像一把把特製的鑰匙，不僅能識別並粘附在目標細胞表面，還能在特定信號觸發下改變形狀，打開細胞大門。

受此啓發，研究團隊設計了一種“仿病毒糖蛋白肽”（CMP），這個只有幾十個氨基酸的小分子，卻集成了病毒感染的兩個關鍵功能：一是能粘附在軟骨基質和細胞表面的II型膠原上，就像病毒先“抓住”宿主細胞；二是能被病變細胞特有的MMP13酶激活，露出細胞穿透序列，實現精準進入。

“MMP13就像病變軟骨細胞的身份證，”研究人員介紹，“正常軟骨細胞幾乎不產生這種酶，而病變細胞周圍MMP13大量存在。我們的納米顆粒就像配備了智能識別系統的快遞員，只有遇到持有這個身份證的細胞纔會投遞藥物。”

小身體大能量：16納米的“特種兵”

研究團隊將這種仿病毒肽連接到載藥膠束表面，製成直徑僅16納米的納米遞送系統。這個尺寸恰到好處，既小到能穿過軟骨的緻密網絡，又大到不會被快速清除。

在動物實驗中，這個納米系統展現出滿意效果。在骨關節炎小鼠模型中，它在關節腔內的滯留時間比普通藥物延長了數倍，病變軟骨細胞的攝取率是未修飾納米顆粒的4倍以上。更重要的是，在更接近人體的羊骨關節炎模型中，治療組的軟骨退化評分顯著降低，關節功能明顯改善。

“這就像給藥物裝上GPS導航和門禁卡，它不僅知道目的地在哪，還能自動識別並進入正確的房間。”蘇佳燦說。

這項研究的意義不止於一種新的納米載體。研究團隊選擇的模型藥物IOX4是一種HIF-1α穩定劑，能幫助軟骨細胞在低氧環境下維持正常功能。團隊前期研究發現HIF-1α能促進軟骨基質成分如II型膠原和蛋白聚糖的產生，同時抑制軟骨細胞的異常分化。

“目前有超過10種疾病修飾性骨關節炎藥物正在臨牀試驗中，但大多數因爲無法有效到達病變部位而失敗。”研究人員表示，這一遞送系統就像爲這些候選藥物配備了精確制導系統，可大大提高它們的治療效果。

更令人振奮的是，這個平臺具有通用性，爲開發新一代骨關節炎治療藥物開闢了廣闊前景。

蘇佳燦說，這項研究借鑑自然界的智慧，破解困擾骨關節炎治療多年的藥物遞送難題。如果能成功轉化到臨牀，將爲數億患者帶來新選擇。

據悉，研究團隊正在推進臨牀前安全性評價，預計3至5年內有望開展臨牀試驗。未來，這種“模仿”病毒的納米藥物或許將成爲攻克骨關節炎的利器，讓患者徹底告別關節疼痛。