急性腎損傷(AKI)是指一種由多種侵襲因素(如內(nèi)毒素等)造成腎功能在短期內(nèi)急性減退的臨床綜合征，其發(fā)病迅猛，死亡率高。目前針對急性腎損傷的治療仍以早期液體復(fù)蘇或腎臟替代治療等干預(yù)療法為主，缺乏有效的藥物治療手段。

浙江大學(xué)藥學(xué)院杜永忠教授11月13日接受科技日報記者采訪時表示，他們課題組經(jīng)過2年的攻關(guān)，設(shè)計出一款可精準(zhǔn)“帶貨”、有效釋放、高濃度分布、長期滯留的急性腎損傷靶向治療藥物，為臨床轉(zhuǎn)化提供了重要支持。相關(guān)研究成果10月9日刊發(fā)于國際知名期刊《科學(xué)·進(jìn)展》。

傳統(tǒng)抗氧化劑不能靶向聚集

“腎缺血和腎小管上皮細(xì)胞損傷或壞死、炎癥及氧化應(yīng)激反應(yīng)，以及外源性和內(nèi)源性腎毒性物質(zhì)等是急性腎損傷的主要病理學(xué)機制。”杜永忠告訴記者。

據(jù)介紹，因大型手術(shù)、出血或嚴(yán)重?zé)齻赡軐?dǎo)致大量出血、休克、心功能不全、血管過度擴張等，從而使腎的血流量減少。當(dāng)腎臟血流突然中斷后恢復(fù)供血，組織和器官易出現(xiàn)功能障礙及結(jié)構(gòu)破壞，而導(dǎo)致缺血再灌注損傷。

“另外，手術(shù)期間可能用到的腎毒性藥物包括麻醉藥、止疼藥、抗生素等，會通過細(xì)胞毒性引起腎小管損傷，從而導(dǎo)致急性腎損傷。”論文第一作者、浙江大學(xué)藥學(xué)院藥劑所博士劉迪說，目前，大部分關(guān)于急性腎損傷的流行病學(xué)研究聚焦在住院患者及重癥患者中。我國住院患者急性腎損傷的發(fā)生率為0.99%—11.6%。

研究表明，急性腎損傷發(fā)生時，腎小管上皮細(xì)胞中活性氧會異常升高，引發(fā)線粒體損傷，進(jìn)而導(dǎo)致細(xì)胞凋亡，形成腎功能損傷的連鎖反應(yīng)。

“傳統(tǒng)的抗氧化劑總體臨床治療效果不甚理想。比如維生素C、維生素E等，雖然在細(xì)胞水平、動物水平的急性腎損傷研究中具有一定的抗氧化治療作用，但轉(zhuǎn)化到臨床研究中，均未顯示較好的急性腎損傷緩解作用。”杜永忠說。

杜永忠解釋道，可能由于傳統(tǒng)的抗氧化劑均存在不同程度的腎外效應(yīng)，而不能靶向聚集在腎小管上皮細(xì)胞線粒體即活性氧的產(chǎn)生部位，因而作用有限。“腎臟作為人體重要的排泄器官，藥物很快會被排出，無法形成高濃度覆蓋進(jìn)而保護(hù)受損的線粒體，終止連鎖破壞。”

設(shè)計藥物“火箭”直達(dá)損傷部位

一款治療老年性線粒體疾病、心肌梗死的臨床試驗新藥SS-31，憑其在腎小管上皮細(xì)胞中能夠高濃度停留、保護(hù)線粒體進(jìn)而遏制細(xì)胞凋零的特性，令課題組受到啟發(fā)。

“但SS-31作為一種多肽類藥物，具有血漿酶降解性高、血漿半衰期極短以及難以遞送至靶組織等缺點。”杜永忠表示，課題組希望通過制劑的設(shè)計克服這些問題，將該藥物送達(dá)急性腎損傷部位。

“我們設(shè)計了有兩級推進(jìn)系統(tǒng)和有效載荷組成的‘運載火箭’，實現(xiàn)對‘衛(wèi)星’SS-31藥品的運輸。”杜永忠介紹，其中，“第一級火箭”為利用正電性的低分子量殼聚糖將藥物靶向到腎臟，“二級火箭”通過絲氨酸與急性腎損傷腎小管過表達(dá)的腎損傷分子-1的相互作用靶向到腎小管上皮細(xì)胞。

記者了解到，在研究人員最初的設(shè)計中，前藥的載體還包括聚乙二醇，以期實現(xiàn)長循環(huán)，防止藥物被快速降解。但小鼠體內(nèi)分布實驗顯示，該載體的腎臟靶向效果不理想，大量藥物分布在肝臟中。

“因此我們更改了設(shè)計方案，除去聚乙二醇，將載體與藥物通過硫醇縮酮鍵連接，保證了藥物在損傷的腎小管上皮細(xì)胞的高活性氧環(huán)境中迅速釋放，并在線粒體聚集，從而實現(xiàn)靶向抗氧化治療。”杜永忠解釋道，這相當(dāng)于將“衛(wèi)星”和“火箭”分離，極大改善了載體的腎臟分布效果。“對比試驗顯示，這一運輸模式，相比SS-31原藥，在腎臟中的分布提高了3倍，顯著提高了治療效果。”

“這種精確的分步靶向給藥策略(器官—組織—細(xì)胞—細(xì)胞器)也可用于其他腎臟疾病的藥物設(shè)計。”杜永忠表示，例如，可利用癌細(xì)胞特異性受體和癌癥微環(huán)境，設(shè)計一款前藥，能夠?qū)崿F(xiàn)癌細(xì)胞靶向，響應(yīng)性釋放抗癌藥物，從而緩解抗癌藥物的毒副作用。

關(guān)鍵詞： 急性腎損傷 新方案