新型復合納米材料帶來圓錐角膜治療新突破

近日，復旦大學附屬眼耳鼻喉科醫院教授周行濤、黃錦海團隊與溫州醫科大學高蓉蓉團隊合作，在角膜交聯領域取得突破，為圓錐角膜病患者帶來福音。相關成果已發表于《先進材料》。

圓錐角膜是一種以角膜擴張為特征，角膜局部呈圓錐形向前凸出，從而引起不規則散光和視力損害的角膜疾病。圓錐角膜通常起病于青春期，發病率約1/2000（不同種族間存在差異）且逐年增高，10%~20%的患者最終需要角膜移植，已成為角膜移植的主要原因之一，給患者和社會帶來巨大負擔。

圓錐角膜體征示意      受訪者供圖

核黃素聯合紫外線的角膜交聯術（CXL）是國際公認的阻止和延緩圓錐角膜進展的主要治療方法，其通過增加膠原纖維共價鍵的密度，提高組織對蛋白水解酶的耐受性，從而增加角膜的生物力學強度，防止角膜進一步變薄變形和視力惡化。

人眼角膜的親脂性和細胞間的緊密連接限制了大多數親水性光敏劑向角膜基質的擴散，導致標準核黃素制劑不能通過完整的角膜上皮達到所需的基質內濃度。目前臨床上采用的經典CXL方案需要去除角膜上皮，盡管效果比較穩定，但需要刮除角膜上皮才能實現核黃素在角膜組織中的有效滲透。

“角膜上皮的去除會造成術后長期疼痛、視力恢復慢等常見副作用，并可導致角膜感染、水腫和疤痕，甚至角膜穿孔失明等嚴重并發癥。”周行濤對《中國科學報》說，“此外，經典方案存在細胞毒性以及不適合角膜中央厚度低于400微米等諸多局限性，大多數中晚期病例無法滿足手術納入標準。”

保留完整上皮的角膜交聯（即跨上皮角膜交聯）具有降低感染風險、減少并發癥和提高患者舒適度等諸多優勢。但如何在保留上皮的前提下，使足夠濃度的核黃素進入角膜基質并獲得不亞于經典方案的交聯效果，是臨床醫生和科研人員亟待解決的問題。目前醫學界已有多種跨上皮方法，但角膜基質中核黃素濃度仍低于經典方案或分布不均勻，這可能會削弱交聯的療效。因此，探索和研制一種能夠攜帶親水性核黃素分子透過疏水角膜上皮并高濃度地到達角膜基質層的材料就顯得尤為重要。

研究成果示意圖      受訪者供圖

針對核黃素的跨上皮遞送這一難題，周行濤團隊基于學科交叉的思路開展了科學攻關：鑒于核黃素是一種帶負電荷的親水性分子，而角膜上皮表面有一層負電位蛋白外殼且疏水的特性，團隊選用具有正電位且疏水的MOF納米材料為載體，通過調控多種反應物的濃度、配比和反應時間等眾多因素，最終成果研制了一種具有優異的跨上皮角膜交聯效果的類芙蓉花狀復合納米材料。

“該材料具有優異的生物相容性和顯著的角膜滲透性，用于兔眼角膜交聯后使角膜具備了高度的抗酶溶解和抗擴張性能，效果媲美經典的去上皮交聯方案，并且具有保留上皮的重要優勢。”周行濤介紹說，“該材料具有良好的生物安全性和穩定性，有望成為新型的跨上皮角膜交聯納米藥物。”

該制劑有望為圓錐角膜的治療提供更安全有效的新策略，并且打破交聯劑產品的國外壟斷，因此具有很高的科研、經濟和社會價值。

相關論文信息：https://doi.org/10.1002/adma.202109865