浙江大学周民/哈佛大学陶伟《Sci. Adv.》封面论文：新型口服螺旋藻药物递送策略用于肠道疾病治疗

Original 老酒高分子高分子科技 2022-09-02

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口服给药是最常用的给药途径，尤其是治疗胃肠道疾病首选方法。然而，该给药方式也面临多种生物屏障：比如药物在胃部环境中的酸/酶降解、肠道内滞留差等，最终导致药物的口服利用度较低。因此，各种药物载体如脂质体、大分子、胶束、无机纳米粒子等被广泛应用于口服药物递送系统的设计中。然而，这些候选药物载体需要通过复杂的设计及合成过程，来优化它们的物理化学特性，从而允许应用于药物递送及口服治疗。同时这也面临了高技术挑战、高制造成本和低转化效率等问题。更重要的是，将这些化学合成材料转化为临床应用的可行性受到低生物相容性、降解性和体内毒性等的严重限制。因此，开发易于制备生产且安全性良好的口服载体，将对药物口服递送的临床转化具有重要意义。

近日，浙江大学医学院附属第二医院/转化医学研究院周民团队联合哈佛大学医学院陶伟团队，在活性微藻药物递送系统的生物医学应用上取得新进展，在Science Advances发表题为“Orally Deliverable Strategy Based on Microalgal Biomass for Intestinal Diseases Treatment”的研究论文，并被期刊编辑部选为Cover 封面论文重点推广。

该研究工作开发了一种新的口服给药策略，利用螺旋形天然微藻装载药物姜黄素，将药物输送至肠道组织，用于治疗结肠癌和结肠炎等多种肠道疾病。该口服给药系统利用微藻载体的生物学特性能，提高药物的肠道递送效率和生物利用度，从而发挥更优越的抗肿瘤和抗炎效果。

图：载姜黄素螺旋藻介导的结肠癌放化疗联合治疗及对肠道炎症的抗炎作用示意图

该螺旋藻载药系统可以在保持结构完整的状态下快速通过胃部，由于其螺旋形的结构特点，相比球形载体，该螺旋状载药系统更易陷入在肠绒毛之间，逐渐降解并释放药物姜黄素，从而延长药物在肠道中的滞留时间及提高药物的吸收效率，同时不引起不良反应。在结肠癌的传统放疗中，该螺旋藻载药系统表现出化疗与放疗联合抑制肿瘤的协同治疗效果。同时，在放疗过程中能作为辐射保护剂，通过消除正常细胞中由高剂量X射线照射引起的活性氧ROS生成，减少ROS诱导的细胞DNA损伤来保护正常肠道组织。除在癌症治疗中的应用外，本研究工作还发现了该口服策略在结肠炎治疗中的应用潜力，该螺旋藻载药系统有效降低了DSS诱导的结肠炎小鼠的促炎细胞因子水平，减轻了炎症相关症状，对结肠炎具有良好的抗炎作用。

作为一种可再生资源，天然活性微藻生产成本低、生物安全性良好，其展现出的良好药物递送性能，更使其成为一种具有潜力的候选药物递送系统。本研究针对肠道疾病所构建的微藻载药系统，不仅为肠癌和肠炎的口服治疗提供了有效的方案，也为药物口服递送系统的设计、开发及临床转化提供了创新性的思路。

浙江大学转化医学研究院周民团队博士生钟丹妮、博士生张东晓和哈佛大学医学院陈纬博士是论文的共同第一作者，浙江大学医学院附属第二医院/转化医学研究院周民研究员和哈佛大学医学院陶伟教授为论文的共同通讯作者。该研究工作得到了浙江大学眼科中心、浙江大学现代光学仪器国家重点实验室等的大力支持，也得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、浙江省重点研发计划等项目资助。

该研究成果是周民团队基于微藻活性生物材料在医学应用领域的又一创新性突破。前期，周民团队开展了基于工程化修饰活性微藻在肿瘤乏氧调剂及放疗/光动力联合治疗的研究（Sci. Adv. 2020, ACS. Appl. Mater. Interfaces 2020, Theranostics 2021, View 2021）; 磁性螺旋藻微纳机器人（Adv. Funct. Mater. 2020）; 螺旋藻抗肿瘤药物肺转移肿瘤靶向递送（Small 2020）；螺旋藻抗感染凝胶（Adv. Therapeutics. 2020）等系列研究，并取得了一系列开创性的进展。该团队正在开展微藻药物的大动物模型药理和毒理学系统研究，推动其临床转化。

原文链接：

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abi9265