科技日?qǐng)?bào)記者 王春
復(fù)旦大學(xué)附屬眼耳鼻喉科醫(yī)院周行濤、黃錦海團(tuán)隊(duì)與溫州醫(yī)科大學(xué)附屬眼視光醫(yī)院高蓉蓉團(tuán)隊(duì)合作,在最新一期國(guó)際頂尖學(xué)術(shù)期刊《先進(jìn)材料》上發(fā)表以MOF納米材料為載體裝載核黃素的跨上皮角膜交聯(lián)研究的論文,為圓錐角膜治療帶來(lái)新的突破。這是記者從3月25日復(fù)旦大學(xué)附屬眼耳鼻喉科醫(yī)院舉行的高質(zhì)量研究成果發(fā)布會(huì)上獲悉的。
發(fā)表論文。采訪(fǎng)對(duì)象供圖
圓錐角膜是一種以角膜擴(kuò)張為特征,角膜局部呈錐形凸出,導(dǎo)致不規(guī)則散光和視力損害的角膜疾病。圓錐角膜通常起病于青春期,發(fā)病率約1/2000(不同種族間存在差異)且逐年增高,影響患者生活質(zhì)量、生產(chǎn)能力和職業(yè)選擇,并有致盲風(fēng)險(xiǎn)。10%~20%的嚴(yán)重圓錐患者需要角膜移植,而我國(guó)角膜供體來(lái)源緊張,患者和社會(huì)承受巨大壓力。
圓錐角膜的表現(xiàn)。采訪(fǎng)對(duì)象供圖
核黃素聯(lián)合紫外光的角膜交聯(lián)術(shù)(CXL)是國(guó)際公認(rèn)的主要治療方法,其將核黃素滲透到角膜基質(zhì),通過(guò)光化學(xué)反應(yīng)增加角膜膠原之間的結(jié)合力,提升角膜生物力學(xué)強(qiáng)度,阻止和延緩圓錐角膜進(jìn)展所導(dǎo)致的角膜變薄變形和視力惡化。
但是,人眼角膜的親脂性和上皮細(xì)胞間的緊密連接限制了大多數(shù)親水性光敏劑向角膜基質(zhì)的擴(kuò)散,導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)核黃素制劑(親水性分子)很難通過(guò)完整的角膜上皮到達(dá)基質(zhì)內(nèi)。傳統(tǒng)CXL方案(即Dresden方案)需要去除角膜上皮才能實(shí)現(xiàn)核黃素在角膜組織中的有效滲透。
“角膜上皮的去除會(huì)造成術(shù)后長(zhǎng)期疼痛、視力恢復(fù)慢等常見(jiàn)副作用,并可導(dǎo)致角膜感染、水腫和疤痕,甚至角膜穿孔失明等嚴(yán)重并發(fā)癥?!敝苄袧f(shuō),“此外,傳統(tǒng)方案還存在角膜厚度限制等,使得角膜太薄的中晚期病例無(wú)法納入手術(shù)?!?/p>
保留完整上皮的角膜交聯(lián)(即跨上皮角膜交聯(lián))具有降低感染風(fēng)險(xiǎn)、減少并發(fā)癥和提高患者舒適度等諸多優(yōu)勢(shì)。但如何在保留上皮的前提下使足夠濃度的核黃素進(jìn)入角膜基質(zhì)并獲得不亞于經(jīng)典方案的交聯(lián)效果,是臨床醫(yī)生和科研人員亟待解決的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題,也是國(guó)際上該領(lǐng)域的前沿研究焦點(diǎn)。探索和研制一種新型材料就顯得尤為重要。
研究成果總覽圖。采訪(fǎng)對(duì)象供圖
復(fù)旦大學(xué)附屬眼耳鼻喉科醫(yī)院青年研究員、視光學(xué)科副主任黃錦海介紹,此次研制的核黃素復(fù)合納米材料具有顯著的角膜滲透性,在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中證實(shí)交聯(lián)后的角膜具備了高度的抗酶溶解和抗擴(kuò)張性能,效果優(yōu)于經(jīng)典的去上皮交聯(lián)方案,并且具有保留上皮的重要優(yōu)勢(shì)。該自主研發(fā)的新型核黃素復(fù)合納米材料也具有良好的生物安全性和穩(wěn)定性,有望成為新型的跨上皮角膜交聯(lián)納米藥物。目前團(tuán)隊(duì)正在推進(jìn)下一步的臨床評(píng)價(jià)工作,有望讓角膜太薄而不符合傳統(tǒng)方案的重癥患者也有機(jī)會(huì)接受角膜交聯(lián)手術(shù),同樣也有望適用其他角膜擴(kuò)張性疾病。
黃錦海形象地表示,人眼表面的角膜上皮層具有保護(hù)眼睛不受有害物質(zhì)入侵的功能。交聯(lián)藥水需要進(jìn)入到角膜內(nèi)部結(jié)構(gòu),但是角膜上皮層就像一扇緊閉的大門(mén),阻擋了核黃素的進(jìn)入。傳統(tǒng)交聯(lián)通過(guò)去除角膜上皮“摔門(mén)而入”手段過(guò)于粗暴,損傷了上皮保護(hù)層,通過(guò)增滲劑或部分機(jī)械損傷“破門(mén)而入”的方式也同樣存在損傷。本次研制的具有芙蓉花形狀的納米材料,就像一把神奇的“鑰匙”,可以無(wú)創(chuàng)、順利地打開(kāi)角膜上皮之門(mén),而不破壞這扇門(mén)的重要保護(hù)作用。團(tuán)隊(duì)選擇與這扇“門(mén)”具有相同脂溶性的MOF材料作為核黃素分子的“鑰匙”,制作成復(fù)合型的核黃素納米材料。而且,這一鑰匙帶正電荷,更有利于與表面帶負(fù)電的“門(mén)鎖”相配,從而無(wú)創(chuàng)地打開(kāi)門(mén)鎖,釋放出親水的核黃素,擴(kuò)散到角膜基質(zhì)層中。
據(jù)悉,復(fù)旦大學(xué)附屬眼耳鼻喉科醫(yī)院的周行濤、黃錦海團(tuán)隊(duì)自2010年開(kāi)始圓錐角膜交聯(lián)研究,并在我國(guó)最先開(kāi)展跨上皮快速交聯(lián)治療圓錐角膜的技術(shù),國(guó)際上率先報(bào)告圓錐角膜表面鏡聯(lián)合交聯(lián)、層間鏡聯(lián)合交聯(lián)以及兒童青少年圓錐角膜跨上皮交聯(lián)的臨床研究等,致力于改善圓錐角膜的診療技術(shù)。團(tuán)隊(duì)通過(guò)整合多學(xué)科優(yōu)勢(shì)資源,開(kāi)展眼病藥物遞送系統(tǒng)的醫(yī)工交叉研究,針對(duì)核黃素的跨上皮遞送這一難題,開(kāi)展交叉學(xué)科的聯(lián)合科學(xué)攻關(guān),十二年磨劍,終獲納米材料上的突破。
迄今為止,這是首次以納米材料探索和研制能夠攜帶親水性核黃素分子透過(guò)疏水角膜上皮并高濃度地到達(dá)角膜基質(zhì)層的材料,將為跨上皮角膜交聯(lián)的臨床應(yīng)用提供新方案,將是圓錐角膜患者的福音。
周行濤院長(zhǎng)表示,此項(xiàng)研究以患者的臨床需求為問(wèn)題導(dǎo)向,專(zhuān)注于交叉學(xué)科,一步一個(gè)腳印,取得具有自主創(chuàng)新的成果難能可貴。該自主研發(fā)的新型納米材料,有望打破國(guó)外技術(shù)壟斷,具有很高的科研、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)價(jià)值。研究團(tuán)隊(duì)此次開(kāi)發(fā)的新材料,創(chuàng)新性地將角膜組織的特性和載體材料的特性結(jié)合起來(lái),實(shí)現(xiàn)親水藥物的跨上皮遞送,為角膜交聯(lián)相關(guān)技術(shù)的研發(fā)開(kāi)辟新方向,為親水藥物的眼表遞送提供了新思路。復(fù)旦大學(xué)附屬眼耳鼻喉科醫(yī)院下一步將繼續(xù)做好臨床轉(zhuǎn)化,想患者所想,帶給患者更多光明。