DNA納米機(jī)器為血栓精準(zhǔn)給藥“探路”
“由血栓造成的血管阻塞性疾病已經(jīng)成為全球致死率最高的疾病。我們在與臨床醫(yī)生交流時了解到，目前血栓的臨床治療效果并不好。雖然有專門的藥物，但其副作用大，容易造成血管出血。所以我們一直在想，能不能把藥物精準(zhǔn)地送到血栓附近，有的放矢地給藥。”南京郵電大學(xué)教授汪聯(lián)輝近日向記者介紹了一種智能DNA溶栓納米機(jī)器。這種肉眼看不到的納米機(jī)器可以在血管內(nèi)識別血栓的生物標(biāo)志物凝血酶，通過凝血酶濃度的高低，識別出凝血酶究竟是來自血栓還是普通傷口血凝塊，繼而針對血栓給藥。相關(guān)成果近日發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊《自然·材料》。
汪聯(lián)輝介紹，溶栓治療是當(dāng)前臨床針對中風(fēng)、心梗、肺栓塞等急性血栓的首選治療方案。以組織纖溶酶原激活劑為代表的溶栓藥物，可激活體內(nèi)的纖溶酶，從而溶解血栓的主要成分纖維蛋白。但溶栓藥物是一把雙刃劍，過度激活的纖溶酶，會無差別溶解纖維蛋白導(dǎo)致機(jī)體凝血功能異常，造成血管出血，例如腦出血。因此，針對血栓的精準(zhǔn)給藥是未來溶栓治療的發(fā)展方向。
是否可以用DNA納米材料作為載體，把藥物精準(zhǔn)遞送到血栓附近？7年前，汪聯(lián)輝團(tuán)隊開始研發(fā)DNA溶栓納米機(jī)器。
在這項研究中，科研人員制作出一片長90納米、寬60納米的DNA矩形納米片，再在納米片上“伸出”一條觸手，固定溶栓藥物分子。
“隨后把納米片卷成筒，用凝血酶適配體做成DNA納米鎖，將藥物鎖在筒內(nèi)，確保藥物在血液循環(huán)時不會失去活性。而要打開納米鎖，就要先精準(zhǔn)識別血栓。”汪聯(lián)輝打了個比方，開納米鎖的“鑰匙”，是一種能夠識別血栓的特定分子——凝血酶。
“凝血酶在血栓中的濃度是普通傷口血凝塊中的十幾倍。當(dāng)納米筒內(nèi)的凝血酶適配體識別并計算出凝血酶的濃度達(dá)到血栓的濃度時，就會和凝血酶結(jié)合，從而打開‘納米鎖’，把藥釋放到血栓處。”汪聯(lián)輝解釋，這種方法既可以精準(zhǔn)給藥，又不會造成血管不必要的出血。
汪聯(lián)輝介紹，目前研究團(tuán)隊已經(jīng)在小鼠和兔子體內(nèi)進(jìn)行過腦血栓、肺血栓、動脈血栓、靜脈血栓的溶栓實驗。相較于臨床溶栓藥物，智能DNA溶栓納米機(jī)器在腦中風(fēng)及肺栓塞的溶栓效率分別提高了3.7倍和2.1倍；完全溶栓劑量相較于組織纖溶酶原激活劑量大幅降低；顯著降低了臨床溶栓藥物導(dǎo)致的凝血異常，將腦中風(fēng)的治療窗口期從癥狀發(fā)生后的3小時延長到6小時，該方式有望提高腦中風(fēng)患者接受溶栓治療并獲益的人數(shù)。
“由于DNA溶栓納米機(jī)器由人體的堿基構(gòu)成，所以可由人體內(nèi)的酶降解，并經(jīng)肝腎代謝排出體外。”汪聯(lián)輝透露，研究團(tuán)隊計劃在未來3至5年內(nèi)完成智能DNA溶栓納米機(jī)器在大型動物模型中的藥效及安全性評估，開展DNA溶栓納米機(jī)器的成藥性研究，優(yōu)化規(guī)模化生產(chǎn)工藝。（記者 金 鳳）
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