通过超小聚合物胶束增强贝伐珠单抗眼用给药的抗血管生成疗效
2024-06-14 15:40:55
视网膜病理性新生血管是导致多种缺血性和炎症性视网膜疾病(如糖尿病性黄斑水肿和新生儿视网膜病变、湿性黄斑变性晚期)视力损害的关键原因。这一过程主要是由血管内皮生长因子(VEGF)的升高所驱动。VEGF不仅促进血管生成,还会增加血管通透性,从而导致视网膜结构和功能的病理性改变。抗VEGF药物是目前治疗方案的金标准,临床上主要依赖于玻璃体腔内注射康柏西普、雷珠单抗或贝伐珠单抗(Beva)来抑制新生血管。然而,反复的玻璃体腔内注射存在眼内炎、视网膜脱离和患者不依从性等风险。因此,探索提高眼用药物递送效率的替代策略,实现从诊所到家庭的给药方式转变备受关注。然而眼球复杂的生理障碍极大地挑战了外源化合物的传递,尤其是亲水生物制剂如蛋白质。药物经角膜和结膜途径到达视网膜部位均面临着显著的障碍。其中经角膜途径被角膜上皮、内皮的紧密连接所阻碍,同时角膜多层结构的亲疏水性变化也进一步限制了渗透。独立的结膜通路,包括结膜、巩膜和脉络膜,也会遇到结膜紧密连接和巩膜致密胶原蛋白基质等障碍。因此,这两条途径都对药物有效传递至视网膜构成了重大障碍。克服这些障碍需要创新型给药平台,这是转变视网膜疾病治疗方式的关键一步。
日前，国科温州研究院的汤思成研究员与昝兴杰研究员团队及其合作者，开发了一种基于梳状聚合物的超小聚合物胶束纳米药物制剂，用于增强Beva在眼表给药达到眼底抗血管生成的效果。
表征发现这种聚合物在PBS中高效自组装形成尺寸约为8.86纳米的超小聚合物胶束(P),并可以高效包封贝伐珠单抗形成粒径约为11.57纳米的载药胶束P@Beva,包封率高达86.5%,且包封前后Beva的活性无明显变化。免疫荧光结果显示游离Beva在3小时内几乎无法被上述细胞内化,而P@Beva则在10分钟内即可被快速内化,并在1小时内明显积累于细胞内,且可通过跨细胞途径在上皮和色素上皮细胞间转运递送。
采用Franz扩散池并分别装载离体兔眼角膜和结膜-巩膜-脉络膜组织,通过受体室溶液的吸光度检测透过组织的Beva浓度。结果显示在6小时内,P@Beva的角膜透过率(约8%)较游离Beva提高了23倍,结膜-巩膜-脉络膜组织透过率(约9%)较游离Beva提高了7.9倍。而单独给予游离Beva,两种组织中的累积透过量均不足1%。进一步在小鼠体内检测,免疫荧光染色和ELISA定量结果一致显示,滴眼P@Beva 1小时即可检测到药物进入视网膜各层,浓度持续增加并在24小时达到479.6±23.7ng/g的平稳水平,远高于游离Beva组。
最后采用C57小鼠构建经典氧诱导新生血管性视网膜病变(OIR)模型评估P@Beva的疗效。结果显示,与NS、Beva、P组相比,P@Beva组小鼠视网膜缺氧区面积降低至14.69%,与IVT组(15.06%)无显著差异;新生血管区面积也显着降至1.02%,与IVT(0.96%)无显著差异。HE染色结果显示P@Beva组突破视网膜内界膜的细胞核数(13.5个)与IVT组(13个)基本一致，两组视网膜组织的形态结构也最接近正常组。CD31阳性表达面积也显示P@Beva组（0.62%）与IVT组（0.58%）抑制新生血管的作用。
该研究工作提出了一种基于梳状聚合物的超小蛋白质纳米载体平台, 有望代替具有创伤的玻璃体内注射疗程,采用无创滴眼治疗方式，具有为眼后部疾病提供新的治疗方式的潜力。此种简化可能扩大患者可及性和依从性,同时减轻医疗系统的负担。这种递药方式为从诊所转变为家庭给药治疗、通过简化给药为视网膜新生血管性疾病转变治疗方式做出了贡献。相关工作以“Enhanced Ocular Delivery of Beva via Ultra-Small Polymeric Micelles for Noninvasive Anti-VEGF Therapy”发表在《Adv. Mater.》(IF:29.4)，DOI: 10.1002/adma.202314126。我院硕士研究生杨茹惠、岗位研究员汤思成为共同第一作者，昝兴杰研究员、汤思成研究员为论文共同通讯作者。此研究得到国科温州研究院启动基金（基金号WIUCASQD2019009和WIUCASQD2021046）和温州市科技项目（基金号2021HZSY0069, 2023Y0847）以及浙江省自然科学基金（LQ24H120002）的资助支持。
