病毒是如何精准找到并感染特定细胞的？这个看似与治病无关的问题，给了上海科学家一个创新灵感。今天，上海交通大学医学院附属新华医院苏佳灿研究团队联合上海大学科研人员，在国际知名期刊《自然·纳米技术》发表重要成果——他们模仿病毒的感染策略，开发出一种能精准递送药物到关节炎病变细胞的纳米系统，为全球5亿骨关节炎患者带来了新希望。
骨关节炎影响着全球约5亿人，这种疾病会导致关节软骨逐渐磨损，引发疼痛、肿胀和活动受限。尽管美国FDA已批准5种皮质类固醇药物用于治疗骨关节炎，但它们只能暂时缓解疼痛，无法阻止疾病进展。
为什么治疗如此困难？苏佳灿教授说，软骨组织像一个致密的网状迷宫，网眼直径只有60纳米，相当于头发丝的千分之一，大于这个尺寸的药物颗粒进不去。即使是小分子药物进入关节腔，也会在几小时内被滑液冲走。更棘手的是，病变的软骨细胞在关节中分布不均，现有技术无法区分正常细胞和病变细胞。
“把药物送到膝关节里的病变软骨细胞，就像把快递准确送到一栋大楼里的指定房间。”苏佳灿解释，“现在的问题是，快递员进大楼后就迷路了，药物在关节腔里很快被冲走，到不了目的地。”
为破解这个世界难题，研究团队开始“偷师”病毒感染机制。亿万年间，病毒进化出了找到并进入特定细胞的本领。比如HIV病毒、流感病毒，它们表面的糖蛋白如同一把把钥匙，不仅能识别并黏附在目标细胞表面，还能在特定信号触发下改变形状，打开细胞大门。受此启发，研究团队设计了一种“仿病毒糖蛋白肽”。这种小分子集成了病毒感染的两个关键功能：一是能黏附在软骨基质和细胞表面的Ⅱ型胶原上，像病毒那样“抓住”宿主细胞；二是能被病变细胞特有的MMP13酶激活，露出细胞穿透序列，实现精准进入。
研究团队将“仿病毒糖蛋白肽”连接到载药胶束表面，制成了直径仅16纳米的纳米递送系统。这个尺寸恰到好处，既小到能穿过软骨的致密网络，又大到不会被快速清除。
新型纳米递送系统用于治疗骨关节炎的科学机制。
在动物实验中，这个纳米系统展现出很好效果，在小鼠关节腔内的滞留时间比普通药物延长数倍，病变软骨细胞的摄取率是未修饰纳米颗粒的4倍以上。在更接近人体的羊骨关节炎模型中，治疗组的软骨退化评分显著降低，关节功能明显改善，且没有观察到毒副作用。“我们好比给药物装上了北斗导航和门禁卡，让它不仅知道目的地在哪里，还能自动识别并进入正确的房间。”苏佳灿说。
这项研究的成果不止于一种新的纳米载体。研究团队选择的模型药物IOX4是一种HIF-1α稳定剂，能帮助软骨细胞在低氧环境下维持正常功能。他们在前期研究中发现，HIF-1α是软骨细胞的“保护神”，能促进Ⅱ型胶原、蛋白聚糖等软骨基质成分产生，同时抑制软骨细胞的异常分化。除了IOX4，理论上任何需要进入病变软骨细胞发挥作用的药物，都可以通过这个系统递送。这为开发新一代骨关节炎治疗药物开辟了广阔前景。
这项研究巧妙地借鉴了自然界智慧，解决了困扰骨关节炎治疗多年的药物递送难题。如果成功转化到临床，将为数亿患者带来福音。目前，研究团队正在推进临床前安全性评价，为开展临床试验奠定基础。未来，这种纳米药物有望成为攻克骨关节炎的利器，让患者告别关节疼痛，重获自如活动的快乐。
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