华南理工大学边黎明教授团队《Nat. Commun.》：生物粘附凝聚层涂层实现肠道表面有效覆盖、长效滞留及药物递送治疗炎症性肠病
包括克罗恩病和溃疡性结肠炎在内的炎症性肠病（IBD）会导致胃肠道的慢性复发性炎症。IBD会显着增加罹患结直肠癌的风险，并给全球数百万患者带来终生的医疗负担。皮质类固醇等药物的口服制剂是IBD目前的主流治疗方案之一，并且在患者依从性方面远远优于灌肠和皮下、静脉注射。然而，许多患者需要终生服用药物来控制IBD症状；因此，降低常规给药载体（如肠溶片和胶囊）频繁口服给药导致的全身药物暴露副作用至关重要。
开发一种能够长时间在消化道滞留的口服给药载体用于药物的原位缓释对于有效治疗包括炎症性肠病（IBD）在内的胃肠道疾病具有相当重要的意义。赋予口服给药载体生物粘附性可能会延长肠道停留时间。然而，在组织上具有高粘附能的固体粘合剂如水凝胶，由于其快速凝胶化后的固体性质，不能在曲折的肠道表面形成广泛且均匀的粘性涂层。与固体生物粘合剂不同，与水不混溶的液体凝聚层为口服给药载体的开发提供了一种新的可能。然而，考虑到胃肠道的运动性，消化道液体含量和酸度通常会发生明显变化（从胃中的pH值1.5 到肠道中的pH值6.15-7.88），传统的静电驱动的复合凝聚层很容易被pH/盐分变化破坏，因此极大地阻碍了液体凝聚层作为口服给药载体的发展。
近期，华南理工大学生物医学科学与工程学院边黎明教授团队与香港中文大学消化疾病研究国家重点实验室赵伟仁教授团队合作开发了一种基于氢键驱动的纳米粒子自组装凝聚层（NPA coacervate）作为一种新的胃肠道口服给药载体。非复合NPA凝聚层显示出不依赖于pH和盐浓度变化的结构稳定性，可以在肠粘膜表面形成大面积的物理粘附性涂层，延长消化道滞留时间至2天以上，以原位缓释预先加载的多种水溶性小分子药物（图1）。在大鼠急性结肠炎模型中，预载药物的NPA凝聚层可以显着减轻炎症性肠病的症状，恢复肠道微生物群的多样性，减少全身药物暴露（图2）。
图1.在胃肠道蠕动的驱动下，液体NPA凝聚层作为口服给药载体可以通过儿茶酚介导的生物粘附性有效地扩散并粘附在大面积的肠粘膜表面。
图2. a)液体NPA2凝聚层形成了一个在医用丁腈手套上的粘附涂层。b)液体 NPA2凝聚层涂层（经 Fast Green FCF 染色）可粘附在新鲜和湿润的粘膜上，分别在模拟胃液和模拟肠液中37 ℃浸泡2 h后保持稳定的粘附。c)在10天毒性评估期间，接受口服NPA2凝聚层的大鼠与对照组的健康大鼠之间未观察到体重的显着差异。d)口服生物粘附NPA2凝聚层粘附在SD大鼠的胃肠道上至少 2天。e) SD大鼠给予添加4.5 wt% DSS的饮用水诱发急性结肠炎。结肠炎大鼠第1、3和5天经口分别灌胃含Dex-P的NPA2凝聚层(Dex-P/NPA2)或等量Dex-P的PBS溶液（Dex-P/PBS）。未处理的结肠炎SD大鼠用作阴性对照（对照）。所有 SD大鼠均在第7天被处死。f)接受Dex-P/NPA2的结肠炎SD大鼠的结肠水肿和腹泻得到显着缓解。g)H&E染色表明接受Dex-P/NPA2的结肠炎SD大鼠组织学炎症减少，而在未治疗的结肠炎SD大鼠（对照）或接受Dex-P/PBS的结肠炎SD大鼠中观察到组织学损伤。比例尺：150 μm。h-i)在第7天，分析结肠组织的组织病理学评分与MPO活性。
该工作以“Nanoparticle-assembled bioadhesive coacervate coating with prolonged gastrointestinal retention for inflammatory bowel disease therapy”为题发表在《Nat. Commun.》上（Nat Commun 2021, 12, 7162）。文章共同第一作者为香港中文大学赵鹏超博士、中山大学肿瘤防治中心夏贤峰博士与香港中文大学徐夏忆博士。文章通讯作者为香港中文大学赵伟仁教授与华南理工大学长江学者特聘教授边黎明。
原文链接：
https://www.nature.com/articles/s41467-021-27463-6#article-info
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