“量體裁衣”開發超精準血液內毒素分離材料

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膿毒癥是ICU高發病率、高死亡率、高治療成本的危重病癥，每年造成全球超1100萬患者死亡。基于內毒素清除的血液凈化策略，在膿毒癥治療中具有重要臨床意義。近日，中國科學院大連化學物理研究所卿光焱研究員團隊開發了一種超精準內毒素分離材料。該團隊通過“量體裁衣”的材料設計理念，提出了一種基于噬菌體展示篩選和血液相容性肽基聚合物設計的策略，實現了在血液中對特定內毒素的原位、快速、精準清除。 相關成果發表在《先進材料》上。

血液內毒素分離材料示意圖。大連化物所供圖

目前，內毒素的結構復雜性、血液成分的復雜性以及內毒素在血液中的低豐度，導致血液中的特異性內毒素清除極具挑戰。

本工作中，團隊以大腸桿菌內毒素為模型，通過噬菌體表面展示迭代親和篩選和內毒素解毒活性篩選，發現了一種對靶標內毒素具有高親和力、高特異性和高解毒活性的內毒素親和肽。該多肽不僅可以實現對內毒素與其他血液成分的精確區分，而且能夠實現對特定種類內毒素分子的精準識別與清除。由此設計的肽基聚合物可以將膿毒癥家兔血液中的內毒素水平從2.63±0.01降低到0.78±0.05 EU/mL ，清除率大于70%，顯著緩解了內毒素引起的多器官損傷和膿毒癥預后。 

該工作為超精準內毒素分離材料的開發提供了一個通用范例，有望打造一個內毒素系列分子全覆蓋的高選擇性吸附材料庫，從而全面提升血液凈化材料對內毒素的清除選擇性，實現對特定內毒素分子的精準識別與清除。

此外，這種自上而下的配體篩選策略也適用于其他內源性和外源性血液毒素的特異性清除，有助于推動“個性化”精準醫療在全球重癥血液凈化領域的探索與應用。