美國時間16日，美國加州大學聖地牙哥分校(UCSD)的研究團隊在《Science Advances》上，發表一種模擬免疫細胞、可偵測肺部發炎部位釋放藥物的的奈米顆粒技術，將其作為新冠肺炎臨床藥物地塞米松(dexamethasone)的載體，已在小鼠試驗中證明，能在較低的藥物劑量下，完全治好小鼠的肺部組織發炎。
 
這種稱作鑲嵌細胞膜奈米顆粒(cell membrane coated nanoparticles)，是由UCSD奈米工程學教授張良方(Liangfang Zhang)所開發。張良方和國內同樣研究奈米藥物載體對抗新冠肺炎的中研院生醫所胡哲銘副研究員等人，所共同發明的「膜囊封奈米粒子及使用方法」，也已於2019年8月取得我國智慧財產局核可。
 
張良方的研究團隊，過去已經利用這項技術，開發出能夠吸收由耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(methicillin-resistant Staphylococcus aureus, MRSA)釋出毒素的奈米顆粒，以及在訓練免疫系統對抗癌症、敗血症(sepsis)治療的應用，不過並未使用到經基因工程處理的細胞膜。
 
而在這項新冠肺炎藥物載體的研究中，張良方團隊在收集膜材料前，先使用基因工程修飾了細胞表面的蛋白質，使之能夠準確的大量表現(overexpress)某些具有功能性的蛋白質，並剔除(knockout)不想要的蛋白質。
 
研究第一作者Joon Ho Park表示，他們注意到當內皮細胞(endothelial cell)發炎的時候，就會過度表現稱作VCAM1的蛋白質，吸引免疫細胞前來聚集。與之對應，免疫細胞也會表現一種稱作VLA4的蛋白質，來尋找VCAM1、並與之結合。
 
因此，他們利用基因工程修飾小鼠細胞膜，透過病毒載體，使細胞膜得以一直表現VLA4，來尋找發炎標誌蛋白VCAM1。以這種細胞膜製成的奈米顆粒，就會在體內巡邏發炎部位、並在患部釋放出放在奈米顆粒中的藥物。
 
此外，研究團隊認為，因為奈米載體能夠精準辨識發炎位置，因此能夠使用更低的藥物劑量達成功效。小鼠實驗證實，這種方法能讓目前已經投入新冠肺炎臨床治療的地塞米松，以更勝於其他藥物遞送系統的效率，以更高的濃度在患部累積，而非在發揮效用前就被身體清除。
 
接下來研究團隊預計將使用人類細胞膜進行實驗室測試，為今後的臨床試驗做準備。此外，因為VCAM1是一種普遍的發炎訊號，因此除了新冠病毒造成的肺部發炎，未來有會發展出更廣泛的應用。
 
參考資料：
https://phys.org/news/2021-06-genetically-nanoparticle-dexamethasone-inflamed-lungs.html

(編譯 / 吳培安)