摘要：新華社北京8月6日電 8月6日,《新華每日電訊》發(fā)表題為《我國科學(xué)家向“困擾近6億人的病痛”發(fā)起進攻》的報道。什么物質(zhì)能像水一樣順滑，鋼一樣堅固，智能導(dǎo)彈一般精準(zhǔn)？近期，中國科學(xué)家研究開發(fā)了一種專門針
新華社北京8月6日電 8月6日,國科攻《新華每日電訊》發(fā)表題為《我國科學(xué)家向“困擾近6億人的病痛”發(fā)起進攻》的報道。
什么物質(zhì)能像水一樣順滑，學(xué)家向困鋼一樣堅固，擾近智能導(dǎo)彈一般精準(zhǔn)？億人
近期，中國科學(xué)家研究開發(fā)了一種專門針對骨關(guān)節(jié)炎治療的起進新型流線型氧化鋅嵌合可注射水凝膠，它能輕松鉆進骨頭縫，國科攻把軟骨缺損的學(xué)家向困坑洼嚴(yán)絲合縫地填平，能像鋼鐵一樣穩(wěn)穩(wěn)支撐骨頭，擾近還能顯著提高軟骨再生效率，億人有效修復(fù)軟骨缺損。起進
這一由天津大學(xué)醫(yī)學(xué)部藥物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院李楠教授團隊取得的國科攻科研成果，被國際媒體稱贊為“再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的學(xué)家向困里程碑式突破”。記者走近這支年輕的擾近研究團隊，看他們?nèi)绾瓮_近6億人的億人病痛進行對抗。
向“近6億人的痛”發(fā)起進攻
關(guān)節(jié)僵硬、腫脹、疼痛、行動受限……骨關(guān)節(jié)炎是最常見的慢性關(guān)節(jié)疾病，不時從骨頭縫里冒出來的不適與疼痛困擾著全球近6億人。
專家介紹，骨關(guān)節(jié)炎主要與年齡增長、關(guān)節(jié)退行性病變有關(guān)。此外，外傷、過度運動、肥胖等因素也可能導(dǎo)致關(guān)節(jié)軟骨纖維化、潰瘍等，從而引發(fā)關(guān)節(jié)炎。
然而這一患者基數(shù)如此龐大的疾病，治療起來卻沒那么容易。李楠表示，骨關(guān)節(jié)炎難治的關(guān)鍵在于軟骨缺乏血管和神經(jīng)，自我修復(fù)能力極弱。此外，軟骨的“支撐網(wǎng)”——關(guān)節(jié)內(nèi)細(xì)胞外基質(zhì)的持續(xù)降解更是治療的核心難點。
“目前，通用的臨床手段以癥狀管理和手術(shù)修復(fù)為主，傳統(tǒng)治療手段如口服非甾體抗炎藥、關(guān)節(jié)腔注射透明質(zhì)酸等僅能暫時緩解癥狀，無法重建軟骨結(jié)構(gòu)?！崩铋f。
如何才能讓損傷的軟骨重新“長”出來？中國科學(xué)家給出了答案。李楠團隊研究開發(fā)的新型流線型氧化鋅嵌合可注射水凝膠，具有獨特的流體力學(xué)特性，注射后水凝膠能夠嚴(yán)絲合縫地貼合不規(guī)則創(chuàng)面，同時實現(xiàn)對骨頭的穩(wěn)定支撐，為骨關(guān)節(jié)炎治療及軟骨再生開辟了新路徑。
“注射時如水般順滑，植入后如鋼般堅固。”李楠笑著說，“我們設(shè)計的‘流線型氧化鋅納米顆?！浅晒Φ年P(guān)鍵?！?/p>
此外，水凝膠還能在病變部位響應(yīng)炎癥信號，緩慢釋放兩種關(guān)鍵物質(zhì)：一是鋅離子，吸引人體自身的干細(xì)胞遷移到損傷區(qū)域，分化為新軟骨細(xì)胞；二是基因藥物miR-17，精準(zhǔn)關(guān)閉導(dǎo)致軟骨降解的“破壞分子”，保護新生組織不被降解。
這一突破性的研究成果于今年5月在國際學(xué)術(shù)期刊《自然·通訊》上發(fā)表，被國際媒體稱贊為“再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的里程碑式突破”。
突破背后的堅守
這支科研團隊平均年齡只有30歲，3年多之前，這支年輕的團隊開啟了對抗近6億人病痛的“軟骨攻堅戰(zhàn)”。
論文的第一作者、天津大學(xué)醫(yī)學(xué)部藥物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院博士生李雯一直在做關(guān)節(jié)治療的相關(guān)研究?；貞浧鹂蒲泄リP(guān)的點滴，這位28歲的姑娘笑著說：“氧化鋅納米顆粒是此項研究最大的創(chuàng)新點，但找到它并分析證明其作用機制可真是不容易?！?/p>
“我們必須要找到一種流動性好、支撐性強、基因遞送效率高的材料用來合成水凝膠，考慮到未來的規(guī)?；a(chǎn)和臨床轉(zhuǎn)化，這種材料還需要同時滿足生物安全性能高、價格低、較常見等條件。”李雯表示，這項研究是一個龐大而復(fù)雜的體系，材料合成、機制研究、材料表征等對學(xué)科的交叉融合提出了很高的要求。
科研團隊里的成員大多是研究藥物科學(xué)出身，而機制研究需要懂生物，材料表征則需要懂材料，于是李雯和團隊成員奔走于各個學(xué)院學(xué)習(xí)請教，翻閱了大量參考文獻，做了數(shù)不清的實驗。
即使在凌晨1點，天津大學(xué)藥學(xué)院一樓的共聚焦實驗室也經(jīng)常亮著燈。李雯依稀記得，那時透過起霧的防護面罩，團隊成員全神貫注地調(diào)整著顯微鏡參數(shù)。屏幕上，被熒光標(biāo)記的軟骨細(xì)胞在100倍放大下呈現(xiàn)出朦朧的綠色光點——這是課題組研發(fā)的新型水凝膠治療效果的關(guān)鍵證據(jù)。
“我們是一個團結(jié)的團隊，那種齊心協(xié)力的感覺讓人倍感溫暖?！睂Ｗ⒂诓≡钗h(huán)境調(diào)控與智能藥物遞送系統(tǒng)研究的團隊成員劉心怡說。
漫漫長路仍在探索
中國科學(xué)家取得的這項技術(shù)突破備受關(guān)注和期待。有國際媒體評價稱，隨著全球人口老齡化和人們對肌肉骨骼疾病的日益重視，這樣的技術(shù)進步為數(shù)量龐大的軟骨相關(guān)疾病患者帶來了希望。金屬基水凝膠實現(xiàn)了真正的組織再生，而不僅僅是癥狀管理，預(yù)示著骨科有效干預(yù)的新時代。
李雯也對水凝膠的發(fā)展前景信心滿滿：“我們構(gòu)建的遞送系統(tǒng)不僅適用于骨關(guān)節(jié)炎的微創(chuàng)治療，在風(fēng)濕類疾病、椎間盤退變、運動損傷修復(fù)等領(lǐng)域也具有拓展?jié)摿?，未來有望實現(xiàn)‘一針修復(fù)軟骨’，大幅降低患者手術(shù)負(fù)擔(dān)。”
把水凝膠注射進入體重更重的大動物關(guān)節(jié)效果如何？氧化鋅等金屬粒子的代謝路徑究竟是怎樣的？運用到人體是不是安全？
“從實驗室到臨床應(yīng)用，漫漫長路上仍有許多問題需要解答?！崩铞┨寡?。
近年來，全球骨關(guān)節(jié)炎研究正從單純消炎轉(zhuǎn)向“再生修復(fù)”，從“外源干細(xì)胞移植”到“內(nèi)源干細(xì)胞招募”。中國在骨組織工程領(lǐng)域進步顯著，高水平論文和專利數(shù)量增長很快。
不少受訪專家表示，此次研究從材料設(shè)計、機制解析到動物驗證均由中國團隊完成，確實難能可貴，但核心材料產(chǎn)業(yè)化和臨床轉(zhuǎn)化仍是此類研究的短板，前沿醫(yī)學(xué)研究還常常受制于多學(xué)科協(xié)作壁壘、新藥審批周期長、前期研發(fā)費用高等問題。
劉心怡表示，納米遞送系統(tǒng)在實驗室中通常以小批量生產(chǎn)，其過程可以被精細(xì)控制。然而，當(dāng)需要將其擴大到工業(yè)規(guī)模時，技術(shù)上的復(fù)雜性顯著增加，確保納米材料的一致性和質(zhì)量控制是關(guān)鍵挑戰(zhàn)之一。
此外，在醫(yī)學(xué)研究中，動物模型常被用于模擬人體疾病和測試治療方法，但動物與人體在生理和生化特性上存在顯著差異，這也為研究的臨床轉(zhuǎn)化帶來了挑戰(zhàn)。
“解剖結(jié)構(gòu)、代謝過程、基因表達和免疫反應(yīng)的差異可能導(dǎo)致藥物在動物體內(nèi)的效果與在人類體內(nèi)不一致。動物的生活環(huán)境和行為特征與人類不同，這也可能影響研究結(jié)果的適用性?！眲⑿拟f。
目前，新型流線型氧化鋅嵌合可注射水凝膠已經(jīng)成功進行了雄性大鼠動物實驗，研究團隊正在努力推進大動物模型驗證、長期安全性評價等工作。
“中國科研團隊正通過‘產(chǎn)—學(xué)—醫(yī)’聯(lián)動加速突破這些瓶頸?！崩铋f，“從實驗室走向臨床應(yīng)用長路漫漫，但我們將繼續(xù)探索?！?/p>
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