痛風(fēng)，是人體內(nèi)尿酸結(jié)晶堆積引發(fā)的劇烈關(guān)節(jié)炎癥，已累及全國(guó)超8000萬(wàn)患者。傳統(tǒng)藥物治療雖能降解尿酸緩解癥狀，卻像“滅火器”只能撲滅明火，無(wú)法清除隱患，尿酸降解后產(chǎn)生的過氧化氫更像“余燼”，長(zhǎng)期損傷關(guān)節(jié)，甚至引發(fā)心血管疾病。更棘手的是，人體自身早已失去分解尿酸的“工具”——尿酸酶。如何設(shè)計(jì)一個(gè)既能高效降解痛風(fēng)患者體內(nèi)尿酸，又能自動(dòng)清理“余燼”的智能系統(tǒng)？
4月16日，南方醫(yī)科大學(xué)稱，學(xué)校藥學(xué)院涂盈鋒教授團(tuán)隊(duì)已在《自然·通訊》發(fā)表了研究論文。該研究構(gòu)建了“裝”有檸檬酸鈉和尿酸酶的二氧化硅“納米馬達(dá)”，可以在關(guān)節(jié)腔內(nèi)“吃”掉尿酸結(jié)晶，有望在5年內(nèi)讓痛風(fēng)患者實(shí)現(xiàn)“一針治療”的目標(biāo)。
在一次摸索研究中，涂盈鋒團(tuán)隊(duì)成員偶然注意到蜜蜂采蜜時(shí)會(huì)釋放信息素引導(dǎo)同伴，形成高效的“群體作業(yè)”。這啟發(fā)團(tuán)隊(duì)有了“納米蜂群”的大膽設(shè)想：能否設(shè)計(jì)一種能在人體關(guān)節(jié)內(nèi)自主運(yùn)動(dòng)的納米顆粒，攜帶人體匱乏的降解尿酸的酶，像一只只小蜜蜂一樣，在關(guān)節(jié)內(nèi)自主協(xié)作，精準(zhǔn)“圍攻”尿酸結(jié)晶？
于是，可負(fù)載檸檬酸鈉和尿酸酶的中空介孔二氧化硅“自驅(qū)動(dòng)納米馬達(dá)”的概念誕生了。涂盈鋒介紹，其就像一臺(tái)微型機(jī)器人，在人體關(guān)節(jié)腔內(nèi)一邊“吃掉”尿酸，一邊將有害的降解產(chǎn)物過氧化氫轉(zhuǎn)化為無(wú)害的水和氧氣，形成自給自足的“能量循環(huán)鏈”。
“我們不是在單純制造尿酸酶納米顆粒，而是在納米世界實(shí)現(xiàn)微小顆粒的自主運(yùn)動(dòng)。”團(tuán)隊(duì)主創(chuàng)成員劉璐表示，要讓尿酸酶納米顆粒在關(guān)節(jié)腔內(nèi)快速“掃除”尿酸和降解產(chǎn)物，就必須賦予納米顆粒較快的運(yùn)動(dòng)速度。
困難接踵而來。最初研發(fā)的“納米馬達(dá)”像無(wú)頭蒼蠅般，只能隨機(jī)移動(dòng)，效率極低。團(tuán)隊(duì)經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，尿酸降解會(huì)產(chǎn)生離子梯度，就像火箭噴射氣體產(chǎn)生推力一樣。利用這一原理，團(tuán)隊(duì)在納米顆粒表面“鑿”出一個(gè)不對(duì)稱的孔洞，類似火箭尾噴口，讓納米顆粒能像賽車一樣自主加速。
然而，初期合成的孔洞要么太大，顆粒易碎裂；要么太小，離子梯度推力不足。團(tuán)隊(duì)反復(fù)嘗試不同配比的溶膠—凝膠反應(yīng)，最終將孔徑穩(wěn)定在85.8±21.3納米，這相當(dāng)于頭發(fā)絲直徑的千分之一。
尿酸酶非常脆弱，如何防止高溫、酸性、蛋白酶隨時(shí)可能對(duì)尿酸酶的摧毀？團(tuán)隊(duì)為“納米馬達(dá)”特別設(shè)計(jì)“穿”上了“硅殼鎧甲”，通過表面氨基包裹，來修飾固定酶分子。通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，包裹后的尿酸酶在70℃高溫下仍保留46%活性，抵御蛋白酶的能力提升了2.5倍。涂盈鋒說，這相當(dāng)于給士兵穿上防彈衣，讓它們?cè)趷毫迎h(huán)境中也能持久作戰(zhàn)。
目前，負(fù)載檸檬酸鈉和尿酸酶的“納米馬達(dá)”在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ椭幸颜宫F(xiàn)卓越療效，關(guān)節(jié)損傷修復(fù)率超90%，且無(wú)明顯副作用。涂盈鋒說，這是全球首個(gè)用于痛風(fēng)主動(dòng)治療的可移動(dòng)能量轉(zhuǎn)換器件。下一步，團(tuán)隊(duì)將推進(jìn)臨床試驗(yàn)，通過將“納米馬達(dá)”注射進(jìn)人體關(guān)節(jié)腔，在5年內(nèi)實(shí)現(xiàn)痛風(fēng)患者“一針治療”的目標(biāo)。從更長(zhǎng)遠(yuǎn)看，“納米馬達(dá)”的技術(shù)還可拓展至其他代謝性疾病。
南方日?qǐng)?bào)記者 黃錦輝
通訊員 柯佳
