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重症监护室里,藏着一个看不见却能夺人命的隐形杀手 ——细菌内毒素(LPS),每年夺走全球数百万脓毒症患者生命。最近,浙江省人民医院转化医学中心牟晓洲团队交出了全新破局方案:借鉴植物天然识别机制,研发出可精准抓捕、彻底降解细菌毒素的纳米新药,重磅成果正式刊发国际顶刊《Nature Communications》。
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临床困境:体内毒素难清除,
现有治疗短板突出
当细菌侵入血液,细胞壁上的内毒素 LPS 就会释放到全身,疯狂搅乱人体免疫系统,诱发凶险的 “细胞因子风暴”,连锁引发多器官衰竭,这就是死亡率极高的脓毒症,也是 ICU 最棘手的危重症之一。
但目前临床应对手段存在明显局限
1.血液中蛋白质、各类大分子繁多,LPS 如同混入人群的 “特务”,普通吸附材料无法精准锁定清除;
2.唯一针对性药物多粘菌素 B 伴随严重肾损伤副作用,用药剂量受限,难以彻底清除毒素;
3.血液透析清除毒素依赖大型设备,无法快速普及用于危急重症急救。
长久以来,医学界始终缺少一款精准识别、高效解毒、对人体低损伤的靶向药物,无数重症患者亟待新的救治突破口。
跨界巧思:弃人体受体,
向植物借“毒素雷达”
说到怎么识别LPS,其实人体自己就有一套方案。我们体内的免疫细胞(比如巨噬细胞),靠表面一种叫TLR4的受体来"认识"LPS——就像安了个雷达,一扫就能锁定目标。这套机制经过亿万年进化,已经相当成熟。而牟晓洲团队跳出固有思路,将研究目光投向演化数亿年、常年与土壤细菌共存的植物。
研究发现,十字花科植物(比如拟南芥)的细胞膜上,天然就长着一种叫LORE的蛋白,专门用来识别并抓住LPS。堪称植物专属 “毒素雷达”。 相比人体识别受体,它对致命内毒素 LPS 识别专一性更强,不会误结合血液内其他正常物质
依托这一天然特性,团队提取拟南芥细胞膜制备纳米级微小囊泡,囊泡表面布满 LORE 蛋白,能在复杂血液环境中精准锁定、牢牢吸附各类致病菌产生的 LPS 毒素,解决 “抓不准” 的核心痛点。
不光要“抓住”,
还要“拆干净”!
光抓住LPS还不够,必须让毒素彻底失效。团队为此引入了一种铈基纳米酶——你可以把它理解成一把"分子剪刀"。它能精准剪断LPS核心毒性结构(脂质A)上的关键化学键,让毒素直接"报废"。质谱检测证实,经它处理后,LPS的毒性结构被有效破坏。
科研人员将植物纳米囊泡与铈基纳米酶整合,打造出全新纳米嵌合体药物:
✅ 植物囊泡:精准搜寻、锁定血液内毒素
✅ 纳米酶:就地降解毒素,彻底消除致病能力
真正实现“抓捕 + 降解” 一体化解毒。
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纳米嵌合体的组成及LPS激活炎症机制示意图
动物实验成效显著,
两大重症模型验证救治价值
为验证新药实际疗效,团队开展两组疾病模型实验,结果令人振奋
1.溃疡性结肠炎(肠道感染炎症模型) 小鼠口服纳米嵌合体后,肠道剧烈炎症快速缓解,受损肠道组织逐步修复,有效改善肠道感染引发的持续炎症损伤。
2.脓毒症(全身重症感染模型) 患病小鼠静脉给药后,血液内毒素浓度大幅下降;小鼠体温、体重逐步恢复稳定,脾脏器官损伤得到保护,体内诱发危重炎症的各类炎症因子显著回落,成功遏制致命炎症风暴。
重大临床价值:突破传统疗法局限,
守护危重患者生命
这项研究并非简单改良现有药物,而是开辟全新解毒治疗路径,三大核心优势直击临床痛点:
1. 原创双机制设计,区别于传统治疗
以前的LPS清除策略,要么靠吸附(抓不准),要么靠透析(需要专门的设备)。摒弃单一吸附、透析等传统方案,首创“植物天然受体精准识别+人工纳米酶催化降解” 协同模式,双重作用清除毒素,解毒效率大幅提升
2. 靶向精准、安全性高
LORE蛋白仅特异性结合致病菌毒素,不会干扰人体血液内正常蛋白、细胞;纳米酶只靶向破坏毒素结构,不损伤人体自身细胞膜,生物相容性优异,有望实现 “只清除毒素,不伤正常机体”
3. 直接对标危重症患者的刚需
脓毒症是全球ICU致死主要病因,每年数百万人因此离世,现有治疗仅依靠抗生素与基础支持手段,几乎没有针对LPS的特效解毒手段。该纳米药物若完成临床转化,将为脓毒症、重症感染诱发的致命炎症提供全新的、精准的解题选择。
团队科研规划
这颗从植物里"借"来的智慧种子,未来有可能成为医生手中对抗致命炎症的新武器。下一步牟晓洲团队将全面推进临床转化研究,推动这款源自植物智慧的解毒新药走向临床,为危重症患者带去救治新曙光。
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牟晓洲教授在实验室指导学生(资料图)
浙江省人民医院转化医学中心牟晓洲团队聚焦中药现代化利用范式创新,发展了基于植物纳米囊泡的新型疾病治疗手段,发现金银花、三叶青、刺梨等植物来源的纳米囊泡具有更有效的抗炎、抗肿瘤等功效,相关成果近期发表于《自然通讯》(Nature Communications)《先进科学》Advanced Science、《药学学报》(Acta Pharmaceutica Sinica B)等权威刊物。
团队期待与国内外研究机构和企业开展广泛的学术合作和产品转化工作,共同推动植物囊泡的产业化落地和临床应用,加速创新疗法走进临床、惠及更多患者。联系电话:13588427126。
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