基于增溶与滞留策略的泪液触发原位水凝胶递送依维莫司治疗干眼症的研究

《Materials Today Bio》：Ocular Delivery of Repurposed Everolimus against Dry Eye with a Tear-triggered In Situ Hydrogel Based on Enhanced Solubilization and Retention

干眼（Dry Eye）在现代社会是一个日益突出的公共卫生负担。然而，当前可用治疗方案的局限性促使人们寻求新的疗法。研究人员报道了依维莫司（Everolimus，Evero）的再利用，这是一种水溶性差的mTOR（哺乳动物雷帕霉素靶蛋白）抑制剂，用于干眼管理。同时，基于增强增溶与滞留（Enhanced Solubilization and Retention，ESR）设计原则，开发了一种泪液触发的原位凝胶系统（Tear-triggered in Situ gelling system，EveroGel），用于Evero的局部给药。结果表明，该制剂策略可促进组织渗透并降低泪液清除率。Evero在东莨菪碱诱导的小鼠模型中减轻了干眼严重程度，这体现在角膜荧光素染色、TUNEL染色、K10免疫荧光和结膜PAS染色方面。然而，使用EveroGel获得了更有利的结果。EveroGel中的所有辅料均经FDA（美国食品药品监督管理局）批准。因此，在体内生物相容性研究中未观察到毒性作用。研究人员的工作证明了合理设计的Evero眼用制剂治疗干眼的治疗潜力。

干眼（Dry Eye）是常见的眼表疾病，以泪膜不稳定、慢性炎症、神经感觉异常和眼表损伤为特征。随着全球老龄化和视频终端使用增加，其社会与经济负担日益加重。目前临床常用人工泪液仅能临时缓解症状，而FDA批准的处方药物如环孢素等存在起效慢、不良反应多、疗效不佳等问题。因此，开发新药及匹配递送系统是未满足的临床需求。免疫稳态失衡在干眼进展中发挥关键作用，CD4⁺ T细胞介导的自身免疫反应（尤其是Th1和Th17）造成眼表损伤，而Treg和耐受性树突状细胞可维持免疫耐受。mTOR信号通路是调控免疫细胞活化的关键节点，抑制mTOR可选择性抑制效应T细胞增殖、增强Treg稳定性并诱导耐受性树突状细胞。依维莫司（Evero）是FDA批准的第二代mTOR抑制剂，具有再利用潜力。然而其水溶性极差（约1 μg/mL），难以通过局部滴眼获得足够药物浓度梯度，同时泪液引流造成快速清除。本研究基于增强增溶与滞留（ESR）原则，将Evero制成泪液触发的原位水凝胶（EveroGel），旨在增加泪液中药物浓度并延长眼表滞留时间，从而改善干眼治疗效果。论文发表在《Materials Today Bio》。

研究人员利用AutoDock Vina进行分子对接虚拟筛选环糊精，结合溶解度实验确定γ-环糊精为增溶剂；以γ-环糊精包合Evero并与结冷胶复合制备EveroGel。通过流变学、FTIR、TGA、DSC、XRD表征理化性质；透析法考察体外释放；离体兔角膜扩散池评价渗透；离体猪眼灌流评价滞留；以C6和Nile Red为荧光模型经裂隙灯和活体成像验证ESR。疗效研究采用东莨菪碱诱导的C57BL/6J小鼠干眼模型，分PBS、Evero混悬液、EveroGel三组，每日两次（BID），评估角膜荧光素、PAS、TUNEL、K10。生物相容性为健康小鼠30天BID滴眼及眼压和组织学检查。样本来源：C57BL/6J小鼠购自浙江维通利华，新西兰白兔购自昌邑实验动物，猪眼来自机构教学中心。

研究结果如下：

**3.1 环糊精的计算机模拟与体外筛选**：分子对接显示Evero与α、β、γ-环糊精的结合能分别为-5.274、-6.006、-6.319 kcal/mol，均小于-5 kcal/mol，表明强结合。溶解度实验证实增溶效果依次为γ-环糊精>β-环糊精>α-环糊精，与对接结果一致，因此选择γ-环糊精。

**3.2 水凝胶制备与表征**：0.45%（w/v）结冷胶制备的EveroGel为透明无色液体（pH 6.42，黏度4.49 mPas），可从滴眼瓶中挤出。经模拟泪液胶凝后，透光率>90%，符合接触镜要求。流变学显示储能模量大于损耗模量，凝胶具有剪切变稀特性，EveroGel强度高于空白凝胶。扫描电镜显示三维多孔结构，EveroGel纤维网络更致密。胶凝由泪液中的阳离子触发，避免了pH或温度敏感制剂的缺点。

**3.3 EveroGel的制剂特征**：FTIR显示药物特征峰消失或位移，表明包合成功。TGA/DSC/XRD证实Evero在制剂中保持无定形状态。体外释放显示，在8、12、24小时时EveroGel的累积释放量分别是原药的3.8、4.7、6.6倍。离体兔角膜渗透实验显示EveroGel组药物累积渗透量提高（4小时为1.4倍），但低于释放增加程度，归因于角膜结构复杂。离体猪眼滞留实验中，EveroGel形成水凝胶涂层，显著延长药物滞留，而包合溶液在给药后大量流失。

**3.4 ESR原则实现增强增溶与眼表滞留**：以C6为荧光模型，裂隙灯和活体成像显示，原位凝胶组在0分钟即有高荧光（增溶），且40分钟时残余荧光强度高于包合溶液组（滞留）。以Nile Red重复实验获得相似结果，证明ESR原则具有普适性。

**3.5 EveroGel对干眼的治疗效果改善**：在东莨菪碱诱导的干眼小鼠中，EveroGel组角膜荧光素染色评分最低（6.6±2.8），显著低于Evero组（9.6±2.0）和Dry Eye组（13.2±3.2）。结膜PAS染色显示EveroGel组黏蛋白水平最高，提示杯状细胞密度恢复。TUNEL染色显示细胞凋亡程度依次为EveroGel组
**3.6 EveroGel的体内生物相容性**：健康小鼠连续30天每日两次滴眼EveroGel后，眼表形态正常，无水肿、充血、新生血管、溃疡等；荧光素染色证实角膜上皮完整；眼压与健康对照组无差异，排除青光眼风险；H&E染色显示角膜结构有序，无炎症细胞浸润。表明EveroGel耐受性良好。

讨论部分指出，药物再利用是眼药研发的重要策略，mTOR抑制可从多途径纠正免疫失衡。ESR策略适用于占开发管线70%以上的疏水小分子药物。当前EveroGel药物浓度（50 μg/mL）约为IC₅₀的2倍，较为保守，未来可进行剂量优化和更综合的疗效及药代动力学研究。转录组测序显示EveroGel下调PI3K-Akt通路相关基因、上调抗病毒相关通路基因，但确切机制有待阐明。

**研究结论**：研究人员证明了Evero可被再利用用于治疗干眼。同时，开发了一种泪液触发的原位凝胶系统（EveroGel），以改善眼表递送。这种针对疏水小分子药物定制的制剂策略，通过提高泪液中的药物浓度增强了组织渗透，并通过形成水凝胶网络延长了溶解药物的眼表滞留。在东莨菪碱诱导的小鼠干眼模型中，EveroGel显示出优于原药的治疗效果。组成EveroGel的成分均获FDA批准，生物相容性研究显示其耐受良好。综上，这些进展不仅提出了一种具有转化潜力的干眼新疗法，也为疏水小分子药物的局部递送提供了可复制的策略。