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在刮风的日子里,眼泪和流鼻涕可能令人不愉快,但这些粘膜分泌物在保护身体免受病毒和其他有害微生物侵害方面发挥着至关重要的作用。不幸的是,粘液也很擅长冲走旨在治疗感染和炎症的药物,这些感染和炎症发生在传染性病原体成功穿透身体防御系统时
约翰·霍普金斯大学的一个科学家团队知道,即使是纳米级的药物颗粒也容易被粘液层困住并在发挥治疗作用前被清除,因此他们开发了特殊涂层的纳米颗粒,可以深入身体防御系统并停留足够长的时间以杀死有害微生物。更具体地说,研究人员将抗疱疹药物阿昔洛韦分解成纳米尺寸的单元,并用低分子量聚乙二醇 (PEG) 包裹,然后使用阴道凝胶将其应用于雌性小鼠。
经 PEG 包裹的阿昔洛韦颗粒——尺寸约为 110 纳米,仅略大于病毒——穿透了小鼠的宫颈阴道粘液,并在阴道皱襞中停留了 24 小时。接受这种治疗的小鼠中,感染单纯疱疹病毒的小于一半,而使用未包被的纳米颗粒给予相同浓度阿昔洛韦的小鼠中,有 84% 受到感染,研究人员在周三发表于科学转化医学杂志上的报告中指出。
贾斯汀·海恩斯是该项目的研究员兼约翰·霍普金斯大学医学院纳米医学中心主任,他表示,这是研究人员首次报告在活体动物身上成功进行纳米医学疱疹治疗。海恩斯也是Kala Pharmaceuticals的联合创始人,这是一家位于马萨诸塞州沃尔瑟姆的公司,他与麻省理工学院的罗伯特·兰格教授共同创立该公司,旨在开发用于治疗眼睛和肺部疾病的粘液穿透纳米颗粒。海恩斯说,杀微生物剂失效的原因之一是它们没有完全覆盖阴道组织,因为阴道是一个具有称为皱襞的深层褶皱的器官,使其能够在分娩或性交期间扩张。
在生殖道、呼吸道和胃肠道以及鼻窦中,身体每隔几分钟就会清除粘液层。“我们需要设计一种系统,像某些能够感染粘膜表面的人类病毒一样,允许治疗渗透到粘液层的深处,在那里它们不会被身体快速清除,”海恩斯说。“我们的目标是用[阿昔洛韦]颗粒涂覆和排列上皮组织,然后让它们均匀分布地停留在那里,并在比使用标准凝胶制剂(使用未包被的纳米颗粒)给药更长的时间内释放药物。”
麻省理工学院的化学工程教授葆拉·哈蒙德说:“使用具有[这种类型的]表面功能的纳米级递送载体是这项进展的关键。”哈蒙德没有参与约翰·霍普金斯大学的研究,她正在研究如何使用她所说的 PEG 包裹的“隐形”纳米颗粒来穿透和治疗癌性肿瘤。“[约翰·霍普金斯大学的] 工作表明,纳米医学不仅与癌症等疾病的治疗相关,而且还与广泛的其他医疗应用相关。”
事实上,海恩斯和他的同事们已经将他们的隐形纳米颗粒瞄准了其他几个领域,包括通常用药用滴眼液治疗的眼部疾病,以及为患有囊性纤维化的人提供基因治疗。“我们有资助来研究这种方法对多种疾病的治疗,包括肺癌和宫颈癌,”他说。“我们也在尝试开发一种类似的纳米颗粒,用于一种称为替诺福韦的良好 HIV 药物,看看我们是否能使该药物更有效。”