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重癥監(jiān)護(hù)室里,藏著一個(gè)看不見卻能奪人命的隱形殺手 ——細(xì)菌內(nèi)毒素(LPS),每年奪走全球數(shù)百萬膿毒癥患者生命。最近,浙江省人民醫(yī)院轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)中心牟曉洲團(tuán)隊(duì)交出了全新破局方案:借鑒植物天然識(shí)別機(jī)制,研發(fā)出可精準(zhǔn)抓捕、徹底降解細(xì)菌毒素的納米新藥,重磅成果正式刊發(fā)國(guó)際頂刊《Nature Communications》。
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臨床困境:體內(nèi)毒素難清除,
現(xiàn)有治療短板突出
當(dāng)細(xì)菌侵入血液,細(xì)胞壁上的內(nèi)毒素 LPS 就會(huì)釋放到全身,瘋狂攪亂人體免疫系統(tǒng),誘發(fā)兇險(xiǎn)的 “細(xì)胞因子風(fēng)暴”,連鎖引發(fā)多器官衰竭,這就是死亡率極高的膿毒癥,也是 ICU 最棘手的危重癥之一。
但目前臨床應(yīng)對(duì)手段存在明顯局限
1.血液中蛋白質(zhì)、各類大分子繁多,LPS 如同混入人群的 “特務(wù)”,普通吸附材料無法精準(zhǔn)鎖定清除;
2.唯一針對(duì)性藥物多粘菌素 B 伴隨嚴(yán)重腎損傷副作用,用藥劑量受限,難以徹底清除毒素;
3.血液透析清除毒素依賴大型設(shè)備,無法快速普及用于危急重癥急救。
長(zhǎng)久以來,醫(yī)學(xué)界始終缺少一款精準(zhǔn)識(shí)別、高效解毒、對(duì)人體低損傷的靶向藥物,無數(shù)重癥患者亟待新的救治突破口。
跨界巧思:棄人體受體,
向植物借“毒素雷達(dá)”
說到怎么識(shí)別LPS,其實(shí)人體自己就有一套方案。我們體內(nèi)的免疫細(xì)胞(比如巨噬細(xì)胞),靠表面一種叫TLR4的受體來"認(rèn)識(shí)"LPS——就像安了個(gè)雷達(dá),一掃就能鎖定目標(biāo)。這套機(jī)制經(jīng)過億萬年進(jìn)化,已經(jīng)相當(dāng)成熟。而牟曉洲團(tuán)隊(duì)跳出固有思路,將研究目光投向演化數(shù)億年、常年與土壤細(xì)菌共存的植物。
研究發(fā)現(xiàn),十字花科植物(比如擬南芥)的細(xì)胞膜上,天然就長(zhǎng)著一種叫LORE的蛋白,專門用來識(shí)別并抓住LPS。堪稱植物專屬 “毒素雷達(dá)”。 相比人體識(shí)別受體,它對(duì)致命內(nèi)毒素 LPS 識(shí)別專一性更強(qiáng),不會(huì)誤結(jié)合血液內(nèi)其他正常物質(zhì)
依托這一天然特性,團(tuán)隊(duì)提取擬南芥細(xì)胞膜制備納米級(jí)微小囊泡,囊泡表面布滿 LORE 蛋白,能在復(fù)雜血液環(huán)境中精準(zhǔn)鎖定、牢牢吸附各類致病菌產(chǎn)生的 LPS 毒素,解決 “抓不準(zhǔn)” 的核心痛點(diǎn)。
不光要“抓住”,
還要“拆干凈”!
光抓住LPS還不夠,必須讓毒素徹底失效。團(tuán)隊(duì)為此引入了一種鈰基納米酶——你可以把它理解成一把"分子剪刀"。它能精準(zhǔn)剪斷LPS核心毒性結(jié)構(gòu)(脂質(zhì)A)上的關(guān)鍵化學(xué)鍵,讓毒素直接"報(bào)廢"。質(zhì)譜檢測(cè)證實(shí),經(jīng)它處理后,LPS的毒性結(jié)構(gòu)被有效破壞。
科研人員將植物納米囊泡與鈰基納米酶整合,打造出全新納米嵌合體藥物:
? 植物囊泡:精準(zhǔn)搜尋、鎖定血液內(nèi)毒素
? 納米酶:就地降解毒素,徹底消除致病能力
真正實(shí)現(xiàn)“抓捕 + 降解” 一體化解毒。
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納米嵌合體的組成及LPS激活炎癥機(jī)制示意圖
動(dòng)物實(shí)驗(yàn)成效顯著,
兩大重癥模型驗(yàn)證救治價(jià)值
為驗(yàn)證新藥實(shí)際療效,團(tuán)隊(duì)開展兩組疾病模型實(shí)驗(yàn),結(jié)果令人振奮
1.潰瘍性結(jié)腸炎(腸道感染炎癥模型) 小鼠口服納米嵌合體后,腸道劇烈炎癥快速緩解,受損腸道組織逐步修復(fù),有效改善腸道感染引發(fā)的持續(xù)炎癥損傷。
2.膿毒癥(全身重癥感染模型) 患病小鼠靜脈給藥后,血液內(nèi)毒素濃度大幅下降;小鼠體溫、體重逐步恢復(fù)穩(wěn)定,脾臟器官損傷得到保護(hù),體內(nèi)誘發(fā)危重炎癥的各類炎癥因子顯著回落,成功遏制致命炎癥風(fēng)暴。
重大臨床價(jià)值:突破傳統(tǒng)療法局限,
守護(hù)危重患者生命
這項(xiàng)研究并非簡(jiǎn)單改良現(xiàn)有藥物,而是開辟全新解毒治療路徑,三大核心優(yōu)勢(shì)直擊臨床痛點(diǎn):
1. 原創(chuàng)雙機(jī)制設(shè)計(jì),區(qū)別于傳統(tǒng)治療
以前的LPS清除策略,要么靠吸附(抓不準(zhǔn)),要么靠透析(需要專門的設(shè)備)。摒棄單一吸附、透析等傳統(tǒng)方案,首創(chuàng)“植物天然受體精準(zhǔn)識(shí)別+人工納米酶催化降解” 協(xié)同模式,雙重作用清除毒素,解毒效率大幅提升
2. 靶向精準(zhǔn)、安全性高
LORE蛋白僅特異性結(jié)合致病菌毒素,不會(huì)干擾人體血液內(nèi)正常蛋白、細(xì)胞;納米酶只靶向破壞毒素結(jié)構(gòu),不損傷人體自身細(xì)胞膜,生物相容性優(yōu)異,有望實(shí)現(xiàn) “只清除毒素,不傷正常機(jī)體”
3. 直接對(duì)標(biāo)危重癥患者的剛需
膿毒癥是全球ICU致死主要病因,每年數(shù)百萬人因此離世,現(xiàn)有治療僅依靠抗生素與基礎(chǔ)支持手段,幾乎沒有針對(duì)LPS的特效解毒手段。該納米藥物若完成臨床轉(zhuǎn)化,將為膿毒癥、重癥感染誘發(fā)的致命炎癥提供全新的、精準(zhǔn)的解題選擇。
團(tuán)隊(duì)科研規(guī)劃
這顆從植物里"借"來的智慧種子,未來有可能成為醫(yī)生手中對(duì)抗致命炎癥的新武器。下一步牟曉洲團(tuán)隊(duì)將全面推進(jìn)臨床轉(zhuǎn)化研究,推動(dòng)這款源自植物智慧的解毒新藥走向臨床,為危重癥患者帶去救治新曙光。
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牟曉洲教授在實(shí)驗(yàn)室指導(dǎo)學(xué)生(資料圖)
浙江省人民醫(yī)院轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)中心牟曉洲團(tuán)隊(duì)聚焦中藥現(xiàn)代化利用范式創(chuàng)新,發(fā)展了基于植物納米囊泡的新型疾病治療手段,發(fā)現(xiàn)金銀花、三葉青、刺梨等植物來源的納米囊泡具有更有效的抗炎、抗腫瘤等功效,相關(guān)成果近期發(fā)表于《自然通訊》(Nature Communications)《先進(jìn)科學(xué)》Advanced Science、《藥學(xué)學(xué)報(bào)》(Acta Pharmaceutica Sinica B)等權(quán)威刊物。
團(tuán)隊(duì)期待與國(guó)內(nèi)外研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)開展廣泛的學(xué)術(shù)合作和產(chǎn)品轉(zhuǎn)化工作,共同推動(dòng)植物囊泡的產(chǎn)業(yè)化落地和臨床應(yīng)用,加速創(chuàng)新療法走進(jìn)臨床、惠及更多患者。聯(lián)系電話:13588427126。
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