小蘇打搭載納米膠囊，可擊退骨質(zhì)疏松致病元兇

存在耐藥性、藥物毒性等問題，且無法完全逆轉(zhuǎn)已遭破壞的骨質(zhì)——現(xiàn)已應(yīng)用的常規(guī)抗骨吸收藥和促骨合成代謝藥尚有若干缺陷，對(duì)于臟器功能日漸衰退的老年人而言，很難承受全程的治療，制約了常規(guī)抗骨質(zhì)疏松治療的整體效果。

在10月20日世界骨質(zhì)疏松日到來前夕，浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬邵逸夫醫(yī)院骨科主任范順武教授聯(lián)合浙大化學(xué)系唐睿康教授研究團(tuán)隊(duì)在國(guó)際權(quán)威雜志《美國(guó)化學(xué)會(huì)志》（JACS）發(fā)表了一項(xiàng)研究成果。通過一種新型納米材料，可使小蘇打（碳酸氫鈉）能靶向吸附在骨表面，抑制破骨細(xì)胞，從根本上預(yù)防骨質(zhì)疏松。團(tuán)隊(duì)通過小鼠骨質(zhì)疏松模型的體內(nèi)實(shí)驗(yàn)證明其能安全、智能地抑制破骨細(xì)胞的骨破壞。

侵噬骨頭的“白蟻病”亟待根治

骨質(zhì)疏松癥是由于多種原因?qū)е碌墓敲芏群凸琴|(zhì)量下降的一種老年骨病，隨著我國(guó)社會(huì)老齡化程度加速，其發(fā)病率愈來愈高。2018年，國(guó)家衛(wèi)健委首次發(fā)布中國(guó)居民骨質(zhì)疏松癥流行病學(xué)調(diào)查。結(jié)果顯示，我國(guó)40—49歲人群骨質(zhì)疏松患病率為3.2%，50歲以上人群為19.2%，65歲以上則達(dá)到32%。我國(guó)中老年人骨骼健康問題嚴(yán)重，低骨量人群龐大，其中女性尤為嚴(yán)重。

“年輕人也應(yīng)早重視早預(yù)防。膳食不平衡、長(zhǎng)期靜坐、吸煙酗酒、日照過少等不健康的生活方式，會(huì)影響基礎(chǔ)骨量的積累，步入中老年后骨量更易流失。”上述研究論文第一作者、浙江大學(xué)邵逸夫醫(yī)院骨科主治醫(yī)師林賢豐介紹說，保守估計(jì)我國(guó)骨質(zhì)疏松癥人群已經(jīng)接近9000萬。

現(xiàn)有研究認(rèn)為，骨質(zhì)疏松的首要病因是破骨細(xì)胞異常激活，而破骨細(xì)胞分泌的“酸”被認(rèn)為是破骨細(xì)胞骨破壞的關(guān)鍵起始因素，是其降解骨組織的必要前提。

“如果將人體骨頭比成一棵大樹，那么破骨細(xì)胞就是大樹中的白蟻，一旦白蟻的活動(dòng)因?yàn)楦鞣N原因而變得活躍，那么即使是參天大樹，也會(huì)因長(zhǎng)期蛀蝕而倒塌。”范順武解釋道。

目前臨床上治療骨質(zhì)疏松癥的主要藥物，通過集中對(duì)破骨或成骨細(xì)胞生物學(xué)的調(diào)控達(dá)到抗骨吸收和促骨合成代謝的目的，能在一定程度上減緩老年人的骨量丟失，卻沒有從源頭上扼殺破骨細(xì)胞形成的外部酸環(huán)境這一關(guān)鍵初始步驟。

“因此，現(xiàn)有的藥物無法完全逆轉(zhuǎn)已經(jīng)發(fā)生了的骨質(zhì)破壞，同時(shí)非骨選擇性給藥還會(huì)導(dǎo)致脫靶和其他臟器毒副作用。”范順武表示，這一系列問題導(dǎo)致目前臨床上骨質(zhì)疏松治療效果不佳。

酸堿中和后制成“生物鎧甲”

令人驚嘆的是，小蘇打與酸反應(yīng)，消耗氫離子，產(chǎn)生二氧化碳——人們?cè)谥袑W(xué)階段就能學(xué)到的“酸堿中和反應(yīng)”，被研究團(tuán)隊(duì)解鎖了新的應(yīng)用方式。

據(jù)介紹，破骨細(xì)胞雖然是骨質(zhì)疏松的禍源，但是許多研究表明，它在泌酸之前作為“前體細(xì)胞”卻對(duì)骨形成、血管形成具有促進(jìn)作用，因此，對(duì)破骨細(xì)胞的精準(zhǔn)靶向抑制十分重要。

研究團(tuán)隊(duì)開拓性地采用酸堿中和的基本化學(xué)原理，將無毒無害的小蘇打（碳酸氫鈉）包載到了一種安全的納米膠囊（脂質(zhì)體）中，并通過表面搭載了具有骨結(jié)合力的四環(huán)素使其能靶向吸附在骨表面，當(dāng)破骨細(xì)胞進(jìn)行酸分泌破壞骨組織時(shí)，即刻釋放碳酸氫鈉，抑制破骨細(xì)胞的功能，達(dá)到從根本上預(yù)防骨質(zhì)疏松的目的。

唐睿康解釋，通俗地講，小蘇打堿性脂質(zhì)體材料進(jìn)入體后，會(huì)為骨形成堿性“生物鎧甲”，維持骨局部微環(huán)境的酸堿平衡。

林賢豐介紹，這層鎧甲更像是武俠小說中的“軟猬甲”，它對(duì)普通細(xì)胞并無干擾，但對(duì)于破骨細(xì)胞這樣主動(dòng)進(jìn)攻骨組織的細(xì)胞具有智能和長(zhǎng)效的防御效果。

研究充分證實(shí)在動(dòng)物體內(nèi)，碳酸氫鈉脂質(zhì)體材料可全面阻止骨質(zhì)疏松小鼠的破骨細(xì)胞分泌酸性物質(zhì)、溶蝕骨頭，并通過微CT等一系列觀察手段確認(rèn)了其能預(yù)防性地阻止骨量的丟失，使骨量保留達(dá)到近乎正常健康水平。

“我們同時(shí)確認(rèn)了該研究對(duì)小鼠全身主要臟器和骨組織中非泌酸細(xì)胞（成骨細(xì)胞、軟骨細(xì)胞、間充質(zhì)干細(xì)胞等）的安全性。”林賢豐說。

“研究用到的新型智能材料不是什么稀缺物件，它使用的關(guān)鍵合成原材料如碳酸氫鈉、脂質(zhì)體、四環(huán)素等均是已在臨床長(zhǎng)期廣泛應(yīng)用的安全性物質(zhì)。”范順武認(rèn)為，這是爭(zhēng)取成果投入臨床應(yīng)用的有利條件。

“該研究通過針對(duì)破骨細(xì)胞的精準(zhǔn)和智能作用，為新型納米藥物治療骨質(zhì)疏松開辟了全新思路。”林賢豐表示，總體來說，這項(xiàng)研究展示了良好的臨床轉(zhuǎn)化前景，遵循了我們一向推崇的“來源于生物”的治療理念。（洪恒飛 李文芳 本報(bào)記者 江 耘）