纳米复合材料联合光动力疗法:对抗皮肤利什曼病的新希望

【字体: 时间:2025年05月11日 来源:Scientific Reports 3.8

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  皮肤利什曼病(CL)治疗面临困境,如葡萄糖酸锑钠(MAT)耐药及副作用等问题。研究人员开展了利用 MAT 负载纳米复合材料联合光动力疗法(PDT)抗利什曼原虫的研究,发现该联合疗法效果显著,为 CL 治疗提供新方向。

  在遥远的热带和亚热带地区,皮肤利什曼病如同一个隐匿的 “健康杀手”,悄无声息地威胁着人们的健康。这种由利什曼原虫引发的疾病,主要通过白蛉叮咬传播,全球近 100 个国家、3.5 亿人处于感染风险之中,每年新增病例达 70 - 100 万。皮肤利什曼病最常见的症状就是皮肤上出现难看的溃疡和结节,不仅影响患者的外貌,还会给他们的生活带来极大困扰。
目前,针对皮肤利什曼病的治疗手段十分有限。传统药物葡萄糖酸锑钠(MAT)虽然是一线用药,但其治愈率仅在 40% - 70% 之间,而且长期使用会导致寄生虫产生耐药性,还会引发胰腺炎、肝毒性和心脏功能障碍等严重副作用。二线药物如两性霉素 B(AMB)、脂质体 AMB 等,不仅价格昂贵,毒性也很高,这让许多患者难以承受。在这样的困境下,开发新的治疗方法迫在眉睫。

为了攻克这一难题,来自伊朗克尔曼医科大学利什曼病研究中心的研究人员展开了一项极具意义的研究。他们将目光聚焦在纳米技术和光动力疗法(PDT)上,尝试将二者结合,探索治疗皮肤利什曼病的新途径。研究人员通过合成一种新型纳米复合材料Co?Fe2O4@GO - poly (AMPS - co - AM),并将 MAT 和 AMB 负载其上,期望借此提高药物疗效,降低副作用。该研究成果发表在《Scientific Reports》上,为皮肤利什曼病的治疗带来了新的希望。

在研究过程中,研究人员运用了多种关键技术方法。首先,采用水热法合成了Co?Fe2O4磁性纳米颗粒,利用直接合成法制备了 GO - poly (AMPS - co - AM),并通过一系列反应成功合成了Co?Fe2O4@GO - poly (AMPS - co - AM) 纳米复合材料。接着,使用超声、搅拌等方法将 MAT 和 AMB 负载到纳米复合材料表面,并对其进行 PEG 化修饰。然后,利用能量色散 X 射线光谱(EDX)、高分辨率透射电子显微镜(HR - TEM)等技术对纳米复合材料进行表征。在细胞和寄生虫实验方面,运用了流式细胞术、MTT 检测、实时聚合酶链反应(qRT - PCR)等技术,从多个角度评估纳米复合材料联合 PDT 的治疗效果。

研究结果令人振奋:

  • 纳米复合材料的表征:EDX 和 HR - TEM 等技术证实了纳米复合材料成功合成,且其粒径大多小于 50nm,PEG 化修饰显著提高了其胶体稳定性。
  • 单线态氧和羟基自由基的产生:研究发现纳米复合材料在 PDT 过程中能显著增加羟基自由基的产生,在 15 分钟内即可达到最大生成量,且对 400nm 波长的 LED 具有良好的光学稳定性。
  • 抗前鞭毛体评估:所有治疗方式对利什曼原虫前鞭毛体均有显著的抗利什曼活性,呈剂量依赖性,纳米复合材料联合 PDT(NCMAT + L 和 NCAMB + L)效果最佳,死亡率最高。
  • 抗无鞭毛体评估:纳米复合材料能显著降低细胞内无鞭毛体的数量,IC50值表明其比游离药物更有效,即使在低浓度下也能发挥作用。
  • 细胞毒性和组合指数:细胞毒性实验显示,NCMAT 和 NCAMB 对巨噬细胞系的细胞毒性较低,计算得到的选择性指数(SI)表明纳米复合材料联合 PDT 能增强对寄生虫的选择性,同时降低对宿主细胞的毒性。
  • M1 和 M2 型细胞因子:纳米复合材料联合 PDT 可显著上调 Th1 细胞因子(如 TNF - α、IFN - γ)的表达,下调 Th2 细胞因子(如 IL - 4、TGF - β)的表达,调节免疫反应,促进寄生虫清除。
  • 凋亡和细胞周期:NCMAT 和 NCAMB 比游离药物更能诱导利什曼原虫无鞭毛体凋亡,联合 PDT 效果更显著。同时,NCAMB + L 和 NCMAT + L 能使寄生虫细胞周期停滞在 sub - G0/G1 期,有效抑制寄生虫复制。
  • ROS 生成:NCMAT + L 和 NCAMB + L 组的 ROS 生成显著增加,这与增强的凋亡效果相关,进一步证明了 PDT 的有效性。

综合研究结论和讨论部分,Co?Fe2O4@GO - poly (AMPS - co - AM) 纳米复合材料联合 PDT 在治疗皮肤利什曼病方面展现出巨大潜力。该联合疗法不仅能增强药物递送,提高治疗效果,还具有低毒性、靶向性强等优点,有望克服传统疗法的诸多弊端。不过,目前研究仅停留在体外实验阶段,未来还需开展更多体内研究,评估纳米复合材料在生物体内的安全性、长期稳定性以及免疫反应等,以推动这一创新疗法从实验室走向临床,真正为皮肤利什曼病患者带来福音,让他们摆脱疾病的困扰,重获健康。

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