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从“被拒门外”到“精准投递” |
脑内药物递送技术研发进入快车道 |
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大脑中天然存在的血脑屏障犹如一道严密的防线,使许多药物难以进入中枢神经系统,为治疗神经退行性疾病和脑癌等顽疾带来了重大挑战。
英国《自然》网站在最新报道中指出,为攻克这一难题,科学家正在全力研发脑内“穿梭机”。这些精妙的“运输工具”能够突破血脑屏障,将抗体、蛋白质乃至基因治疗所需的生物药物精准送达大脑。
血脑屏障不易穿越
血脑屏障是存在于毛细血管与脑组织之间的一层特殊的保护屏障。这位“守门人”将中枢神经系统与全身血液循环分隔开来,确保大脑免受有害物质的侵扰。
氧气和其他脂溶性小分子可自由扩散通过血脑屏障。因此,科学家在设计脑部药物时,通常会尽量将其分子结构做得足够小且脂溶性高,以便顺利穿越血脑屏障。一些小型合成药物会借助大脑内的转运蛋白“搭便车”进入。比如,治疗帕金森病的药物左旋多巴,就是通过一种原本负责运输氨基酸的转运蛋白潜入大脑。
然而,对于大型生物药物(如一些抗体、蛋白质或基因治疗载体等),血脑屏障则成了难以逾越的障碍。近年来美国食品和药物管理局(FDA)批准了几款靶向β-淀粉样蛋白(阿尔茨海默病患者大脑斑块的主要成分)的抗体药物,但静脉注射后,仅仅有不到0.1%能真正进入大脑,其余则被拒之门外。
瑞典乌普萨拉大学神经生物学家达格·塞林表示,由于能进入大脑的抗体极少,患者不得不接受高剂量注射。这不仅造成药物浪费,还可能引发严重的副作用。即便大分子药物侥幸进入脑脊液,往往只聚集在输送它们的血管周围,这会导致治疗效果大打折扣,并可能引发炎症或微小出血。
“快递专员”脑内显神通
20余年来,科学界始终在探索更高效的大脑给药途径。如今,这项技术终于迎来破晓时刻。
当前最前沿的技术灵感,源自大脑的铁供应系统——转铁蛋白通过血管将铁元素运输至脑部,为重要酶类提供原料。研究人员发现,含铁大分子能借助转铁蛋白受体穿透血脑屏障。基于这一机制,通过蛋白质工程技术,各类生物制剂都能搭载特制“快递专员”穿越血脑屏障。
这些智能递送系统可根据不同疾病特点和药物特性,实现精准投送。目前已有多个项目进入临床阶段,为各类脑部疾病治疗带来新希望。
亨特综合征患者成为首批受益群体。2021年,日本JCR制药研发的酶替代疗法率先获批,成为全球首款(目前仍是唯一)基于该技术的上市药物。
今年4月公布的阿尔茨海默病治疗数据显示,罗氏开发的trontinemab抗体在部分受试者中,搭载递送系统的抗体清除淀粉样蛋白效率提升了3倍,用药剂量仅需常规疗法的五分之一,且显著降低了脑水肿风险。
科学家还在改造乳腺癌药物曲妥珠单抗的递送系统,让这类抗体能够直抵常规疗法难以触及的脑部微转移病灶,让晚期患者重燃生命之光。
搭载“货物”日益丰富
随着递送技术不断精进,可搭载的“货物”也日益丰富。以寡核苷酸为例,这类能调控基因表达的RNA或DNA短链,经特殊设计后可精准抑制致病蛋白。研究显示:通过转铁蛋白受体递送的寡核苷酸,覆盖了实验动物脑部广大区域,显著降低了目标蛋白水平。
对于基因编辑等更复杂的治疗手段,科学家另辟蹊径。美国博德研究所本·德弗曼团队巧妙改造了腺病毒外壳,使其能借助转铁蛋白受体进入大脑。小鼠实验证实,这种工程病毒可将功能基因导入脑细胞。尽管单次治疗即可见效,但要将这项技术转化为临床疗法,仍面临巨大挑战。
与此同时,英国牛津大学RNA专家马修·伍德团队独树一帜,将目光投向天然存在的“纳米邮包”——外泌体。这些细胞分泌的微小囊泡,经改造后可高效携带CRISPR-Cas9等基因编辑工具。
目前,这些突破性的脑部递送技术研发正进入快车道,未来有望改写医疗格局,为更多患者带来新的希望曙光。
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