钱煦院士、张良方教授Nature发布革命性医学成果

一些伪装成人类血小板的纳米粒子可以大大提高药物治疗心血管疾病和全身性细菌感染的能力。这些模拟血小板的纳米粒子，能够将药物传递至机体的靶位点——尤其是受损血管及有害细菌感染的器官处。工程师们证实，通过将药物传送至需要它们的部位，这些血小板模拟物可以大大提高给予患病大鼠及小鼠的药物的疗效

　　

生物通报道   一些伪装成人类血小板的纳米粒子可以大大提高药物治疗心血管疾病和全身性细菌感染的能力。这些由加州大学圣地亚哥分校的工程师们开发出来的、模拟血小板的纳米粒子，能够将药物传递至机体的靶位点——尤其是受损血管及有害细菌感染的器官处。工程师们证实，通过将药物传送至需要它们的部位，这些血小板模拟物可以大大提高给予患病大鼠及小鼠的药物的疗效。这项研究在线发布在9月16日的《自然》（Nature）杂志上。

“世界顶尖青年创新家”、加州大学圣地亚哥分校纳米工程教授张良方（Liangfang Zhang）教授是这项研究的资深作者。全球杰出华人科学家、拥有世界6顶院士桂冠的、加州大学圣地亚哥医学院工程学研究所主任钱煦（Liangfang Zhang）教授是这篇论文的通讯作者。

张良方说：“这项研究工作解决了纳米医学领域一个重大的挑战。由于具有靶向能力，血小板模拟纳米粒子可以向病变区域特异性提供更高剂量的药物，且不会让全身都充满药物。”

钱煦说：“这项研究提供了一个极好的例子：利用工程学原理和技术来实现‘精准施药’。尽管这项概念证明研究证实的是可以特异传送治疗药物来治疗心血管疾病和细菌感染，其对于癌症和神经退行性疾病等其他疾病的靶向治疗也具有广泛的影响。”

血小板模拟纳米粒子的细节

血小板模拟纳米粒子的外面覆盖着人类血小板膜，这使得这些纳米颗粒能够在血液中循环而不会遭到免疫系统的攻击。这一血小板膜层还有另一个有利的特征：它会优先结合受损血管壁和诸如耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）等某些病原体，使得纳米粒子能够特异地传送及释放它们的负荷药物到机体的这些部位。

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封闭在血小板膜内的纳米粒子核心是由可以被机体安全代谢的生物可降解聚合物构成。这种纳米粒子可以填充许多小药物分子，这些药物分子可从聚合物核心中扩散出来，通过血小板膜到达靶位点上。

为了生成这些血小板膜包被的纳米粒子，工程师们首先利用离心机从全血样品中分离出了血小板。随后处理血小板从血小板细胞中分离出血小板膜。接下来，将血小板膜分解成小块，融合到纳米粒子核心的表面。生成的血小板膜包被纳米粒子直径约100纳米，只有一张纸千分之一的厚薄。

这种伪装技术是建立在张良方研究小组曾开发出的、用红细胞膜来覆盖纳米粒子这一策略基础之上。研究人员以往证实，伪装成红细胞的纳米粒子能够从血液中清除掉MRSA、毒蛇咬伤或蜂蛰伤所生成的危险致孔毒素。

通过利用机体自身的血小板膜，研究人员能够生成包含血小板膜上整套表面受体、抗原和蛋白的血小板模拟物。这不同于其他的研究努力都是合成复制血小板膜1个或2个表面蛋白的血小板模拟物（延伸阅读：Science:血小板，炎症的煽动者 ）。

张良方说：“我们的技术利用了人类血小板膜独特的自然特性，其天然偏好结合体内的某些组织和生物体。”这种靶向能力使得血小板膜尤其适用于靶向药物传送。

血小板模拟纳米粒子起作用

作为这项研究的组成部分，研究人员将多西紫杉醇（docetaxel）装入到了血小板模拟纳米粒子中，并将它们喂给动脉受损的大鼠。多西紫杉醇可以防止受损血管壁形成疤痕组织。研究人员观察到，包含多西紫杉醇的纳米粒子选择性聚集到了动脉的受损部位并治愈了它。

当装入小剂量抗生素时，血小板模拟纳米颗粒可以大大抑制进入血液并扩散到机体各个器官的细菌感染。研究人员将包含临床1/6剂量万古霉素（vancomycin）的纳米粒子注入到一组全身感染MRSA细菌的小鼠体内。这些小鼠器官的细菌数比用临床剂量万古霉素治疗的小鼠低1000倍。

张良方说：“我们的血小板模拟纳米粒子可以提高抗生素的疗效，因为它们可以集中治疗局部的细菌而不会将药物散布至身体其他部位的健康组织和器官。我们希望可以将血小板模拟纳米粒子开发成一些针对全身性细菌感染和心血管疾病的新疗法。”

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文索引：

Full paper: "Nanoparticle biointerfacing by platelet membrane cloaking" by Che-Ming J. Hu, Ronnie H. Fang, Kuei-Chun Wang, Brian T. Luk, Soracha Thamphiwatana, Diana Dehaini, Phu Nguyen, Pavimol Angsantikul, Cindy H. Wen, Ashlev V. Kroll, Cody Carpenter, Manikantan Ramesh, Vivian Qu, Sherrina H. Patel, Jie Zhu, William Shi, Florence M. Hofman, Thomas C. Chen, Weiwei Gao, Kang Zhang, Shu Chien, and Liangfang Zhang. This paper is published Sept. 16, 2015 online in Nature.