医用微型机器人中的纳米灵感可清除细菌性肺炎病例

随着纳米回声技术深入到越来越多的医疗技术中，纳米技术的新发展指出了当今纳米技术治疗的方法。在一个案例中，微型机器人上的潜在末端效应器旨在清除细菌性肺炎病例。另一方面，智能靶向系统可以降低血栓形成危险病例中的凝血风险。

加州大学圣地亚哥分校的科学家展示了填充抗生素的纳米颗粒，它们可以搭乘由藻类制成的微型机器人，提供靶向治疗。他们的论文最近发表在《自然材料》上。作为概念的证明，研究人员给感染了一种可能致命的肺炎（一种在重症监护室接受机械通气的人类患者中常见的毒株）的小鼠注射了富含抗生素的微生物罐。治疗小鼠的所有感染在一周内消失，而未治疗小鼠在三天内死亡。

海藻-纳米颗粒混合微生物通过肺液有效地分布到感染组织中，并显示出可忽略的毒性。生物工程教授Liangfang Zhang在一份新闻声明中表示：“我们的目标是将靶向药物输送到身体更具挑战性的部位，比如肺部。我们希望以一种安全、简单、生物相容且持久的方式来做。”

由于其靶向递送，纳米颗粒治疗也被证明比静脉注射更有效。共同研究者Victor Nizet在新闻稿中表示：“静脉注射时，有时只有很小一部分抗生素会进入肺部。这导致目前使用抗生素治疗肺炎的患者死亡率高。根据这些小鼠数据，我们发现微型机器人有可能提高抗生素的渗透性，从而杀死细菌病原体，挽救更多患者的生命。”

血栓形成，或由于血栓形成而导致体内血流受阻，是全球人类的主要杀手之一。尽管如此，人们对血栓形成的分子驱动因素仍知之甚少。最近发表在《科学转化医学》上的一篇论文指出，中性粒细胞在血栓形成中起着关键作用。研究人员报告称，使用纳米颗粒疗法靶向中性粒细胞可以降低凝血风险，但不会增加出血风险。

该研究的第一作者、克利夫兰凯斯西储医学院副教授Lalitha Nayak表示，这是首次发现过度活跃的中性粒细胞是静脉和动脉血栓形成的关键驱动因素。

与动脉血栓相关的疾病与静脉血栓不同。动脉较厚，血管壁也较厚，而静脉壁较薄，可折叠；这些血管的内皮衬里是不同的，流过它们的血液压力也是不同的。例如，心肌梗死或心脏病发作是一种动脉血栓事件，而深静脉血栓则是由静脉血栓引起的。因此，这两种血栓的治疗方法也有所不同。

然而，Nayak说，有些疾病会同时出现动脉和静脉血栓，其中之一就是抗磷脂抗体综合征（APS）。这是研究人员在他们的研究中作为模型使用的。他们确定了作为APS血栓形成治疗潜在靶点的关键分子事件。

中性粒细胞是一种白细胞，是人体免疫系统的第一反应者。通常情况下，它们会冲向受伤或感染的地方，并捕获和破坏（通过摄入）引起感染的微生物。

在本论文中，Nayak及其同事使用小鼠模型展示了过度活跃的中性粒细胞是如何参与血栓形成的，因为它们倾向于迁移和粘附到损伤部位，从而增加了用作血栓构建块的关键因子的产生。

从理论上讲，阻断中性粒细胞会使血栓消失，但由于这些细胞起着重要的免疫作用，这是不现实的。Nayak说：“这就是为什么我们开发了纳米颗粒，能够特异性地识别并靶向活化的中性粒细胞上的一个受体。”

她补充道，这些纳米颗粒是人工合成的工程颗粒，并涂有不同的感兴趣的蛋白质。在这项研究中，他们被一种抗体包裹，该抗体将靶向中性粒细胞上的特定受体。她说：“我们做了大量体外研究，表明这是非常特异的，只针对活化的中性粒细胞。我们发现，如果给动物注射这种纳米颗粒，血栓就会明显缓解。”

在这一点上，正如Nayak所指出的，他们的研究是一个原则的证明，表明如果他们能够为人类患者开发出类似的东西，那么他们也可以减轻血栓形成，无论它是由癌症、APS还是其他任何疾病引起的。

她说：“对我们来说，（下一个）挑战将是尝试和开发一些可以转化的东西。我的下一项研究将包括患者样本，抗磷脂抗体患者。我们想证明我们在小鼠身上所做的事情可以在人类身上完成。”

Nayak的研究不仅在治疗血栓方面具有重要意义，而且在其他常见并发症如癌症等疾病的治疗方案中也起着至关重要的作用。Nayak的未来计划还包括测试他们对小鼠癌症相关血栓形成的纳米颗粒疗法。

编辑：黄飞