临床阶段银纳米颗粒在小鼠中的途径和性别依赖性毒性

《Nanoscale》：Route- and sex-dependent toxicity of clinical-stage silver nanoparticles in miceOpen Access

　　

银纳米颗粒（AgNPs）是极具吸引力的高特异性治疗药剂；然而，全身暴露后器官特异性毒性的安全性担忧限制了其开发。本研究报告了对临床阶段银纳米药物Nowarta110在小鼠中经反复皮肤局部、口腔黏膜和阴道内给药的多终点临床前安全性评估。研究通过纵向在体监测和全面的终末分析（包括血液学、血清生化、尿液分析、器官重量测量、详细组织病理学检查和毒代动力学分析）评估Nowarta110的安全性。在所有终点均未观察到与治疗相关的毒理学效应。临床病理参数、器官重量和组织病理学结果与对照组一致，且未发现性别依赖性差异。值得注意的是，在所有时间点血浆银浓度均低于质谱定量限，表明无检测到的全身暴露。循环银的缺乏支持了Nowarta110在多种局部给药途径中的良好安全性。总体而言，这些发现进一步支持该临床阶段银纳米药物用于局部治疗应用的安全性。

论文解读

银是一种自然界存在并具有显著抗菌活性的元素，其医用历史可追溯至古代。银纳米颗粒（AgNPs）是粒径在1–100 nm的金属银颗粒，因高比表面积和增强的化学反应性，在抗菌和伤口愈合方面得到广泛应用，并已进入伤口敷料等临床产品。此外，AgNPs的局域表面等离子体共振特性使其在光声成像和光热治疗中具有潜在价值。目前已有十余种银基纳米制剂进入临床试验，但出于对系统暴露后在血流丰富和有窗器官中长期蓄积的担忧，其临床开发主要集中于局部给药。Nowarta110是一种临床阶段银纳米药物，由银纳米核心和无花果提取物外壳构成，兼具抗病毒活性和增强的皮肤渗透能力；该制剂已完成一项I/II期临床研究用于治疗病毒性跖疣，并计划开展III期试验，同时在乳头瘤病毒相关宫颈癌和黑色素瘤的临床前模型中显示了疗效。然而，现有临床前安全性研究大多采用静脉注射途径，而经皮和经口等实际更常用的局部给药途径研究相对不足；同时，近十年证据提示纳米材料反应存在性别依赖性差异，但多数安全性研究未纳入性别这一生物变量。为此，研究人员系统评估了Nowarta110经皮肤局部、口腔黏膜和阴道内三种途径重复给药后的毒理学特征，并考察了性别差异。

该研究在BALB/c小鼠中开展了为期12周的重复给药毒性评估，对照组和三个处理组分别接受不同途径给药。研究综合了血液学、血清生化、尿液分析、食物消耗和体重监测、器官重量、组织病理学及毒代动力学等多项终点。结果显示，各终点均未见治疗相关毒性，也无性别依赖性差异；血浆银浓度始终低于质谱定量限，表明局部给药未导致可检测的系统暴露。这些结果支持Nowarta110作为局部用药的临床继续开发。相关论文发表于《Nanoscale》。

在技术方法上，研究人员使用SPF级BALB/c小鼠（购自Envigo），实验在BATTS Laboratories完成并经IACUC批准。Nowarta110由Nowarta Biopharma（CA, USA）提供。通过透射电子显微镜（TEM）、高分辨透射电镜、扫描透射电镜联用能谱（STEM-EDS）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）对纳米制剂的形貌、粒径、元素组成和表面化学进行了表征。给药方案为每日一次连续12周，皮肤局部（340 μL，约2 cm直径区域）、口腔黏膜（40 μL）和阴道内（7–10 μL）分别给予。血液学、血清生化和尿液分析于基线、第5周和终末进行；器官重量和组织病理学在尸检时评估。毒代动力学采用独立动物组，以电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）定量血浆总银，检测限和定量限分别为6.8和22.6 ng mL^-1。

3.1 Nowarta110的理化表征：通过TEM可见近球形、分散良好的纳米颗粒，平均粒径为7±10 nm；高分辨电镜确认核心为面心立方金属银；EDS谱显示银为主要元素；FTIR谱显示存在O–H、C–H、C=O、C=C、CH₂/CH₃和C–O等有机表面层特征振动。由此确认Nowarta110为银纳米核心被有机层包覆的结构。

3.2 血液学分析：热图分析显示，雄性和雌性小鼠的血液学参数在给药途径和时间点上基本稳定。仅雌性在个别时间点出现白细胞和淋巴细胞计数等少数参数的孤立差异，但这些变化不持续、不具剂量或途径依赖性，且与背景生物学变异相当。该结果表明无治疗相关血液学毒性。

3.3 血清生化分析：血清生化指标中仅碱性磷酸酶出现统计学显著但幅度较小的降低，且不伴其他肝功能标志物（如丙氨酸转氨酶、总胆红素等）的协同改变，不视为肝损伤证据。肾功能、电解质和代谢指标均未见协调变化。该结果不支持系统毒性。

3.4 尿液分析：所有动物的尿pH均稳定在5左右，尿蛋白、血、白细胞、亚硝酸盐等指标均为阴性，葡萄糖和酮体无异常，胆红素和尿胆原也无趋势性变化。该结果表明无肾脏、尿路或代谢毒性。

3.5 食物消耗和体重：雌雄小鼠每周食物摄入量均在参考范围内（雄性每笼141.1±15.0 g/周，雌性每笼106.9±17.7 g/周），体重随时间正常增长，与对照组模式一致。该结果说明Nowarta110不影响正常食欲和生长。

3.6 器官重量分析：多数器官重量与对照组无差异；少数器官（如淋巴结、肝、膀胱、卵巢和乳腺）出现零散统计差异，但无一致性或剂量/途径相关趋势，不认为具有毒理学意义。该结果提示未出现器官水平的治疗相关改变。

3.7 病理学发现：组织病理学检查未发现与治疗相关的病变或肿瘤性变化。所有观察到的病变均为偶发性，且发生频率与对照组相当；尤其是心脏病变在所有组（包括对照组）中均出现，与BALB/c小鼠10%–60%的自发性心脏病变背景发生率一致。该结果支持无组织病理学毒性。

3.8 血浆银水平：采用ICP-MS检测各时间点血浆银浓度，所有样本均低于定量限（22.6 ng mL^-1），表明经三种局部途径给药后未产生可定量的系统暴露，进一步支持其局部安全性。

在讨论部分，研究人员指出，本研究结果与以往静脉注射AgNPs导致肝、肾和免疫系统毒性的报道不同，局部重复给药未出现相关毒效应。但该研究也存在局限性：它并非专门的免疫毒性研究，未直接评估局部免疫反应或精细的免疫功能变化；未探讨细胞摄取、组织相互作用、生物分布和清除机制；因血浆银浓度低于定量限，无法进行循环中纳米制剂的稳定性或银氧化态分析；未直接测量组织银浓度，因此不能排除给药部位局部滞留、低水平远隔分布或长期蓄积；也未评估经阴道给药后潜在的生殖和发育毒性。此外，12周的观察期不足以推断超出该时长的慢性毒性。尽管如此，在实验条件范围内，循环标志物、动物一般状态、组织病理和毒代动力学数据共同支持不存在治疗相关毒性。

研究结论如下：该研究提供了对银纳米药物Nowarta110在小鼠中的全面、多终点临床前安全性评估。在评估条件下，经皮肤局部、口腔黏膜和阴道内重复给药12周耐受性良好，在临床观察、血液学、血清生化、尿液分析、器官重量、组织病理或毒代动力学终点均未发现治疗相关不良反应。未检测到性别相关的反应差异，雄性和雌性小鼠在各评估参数上表现出可比结果。在所有采样时间点血浆银浓度均低于分析定量限，表明全身暴露（如果存在）低于可定量水平。总之，这些发现支持Nowarta110在研究所涉局部给药途径下具有良好的临床前安全性，并为其持续临床开发提供基础。