病毒是如何精准找到并感染特定细胞的？这个科学命题给了上海科学家一个新灵感。最近，上海交通大学医学院附属新华医院苏佳灿研究团队联合新加坡国立大学和上海大学的科学家，在国际顶级期刊《自然·纳米技术》发表成果。他们模仿病毒的感染策略，开发出一种能精准递送药物到关节炎病变细胞的纳米系统，为全球5亿骨关节炎患者带来新希望。
向“感染大师”取经破题
骨关节炎影响着全球约5亿人，相当于每14个人中就有1人深受其害。这种疾病会导致关节软骨逐渐磨损，引发疼痛、肿胀和活动受限。目前的药物治疗只能暂时缓解疼痛，无法阻止疾病进展。
为什么治疗如此困难？原来，软骨组织就像一个致密的网状迷宫，网眼直径只有60纳米，相当于头发丝的千分之一，大于这个尺寸的药物颗粒根本进不去。即使是小分子药物进入关节腔，也会在几小时内被滑液冲走。更棘手的是，病变的软骨细胞在关节中分布不均，现有技术无法区分哪些是正常细胞，哪些是病变细胞。
“想象一下，如果要把药物送到膝关节里的病变软骨细胞，就像要把快递准确送到一栋大楼里的某个特定房间，”苏佳灿教授形象地说，“现在的问题是，快递员进了大楼就迷路了，药物在关节腔里很快就被冲走，根本到不了目的地。”
面对这个难题，研究团队把目光投向了自然界的“感染大师”——病毒。
“病毒虽然是病原体，但它们在亿万年进化中练就了一身找到并进入特定细胞的本领。”团队成员解释道。比如HIV病毒、流感病毒等，它们表面的糖蛋白就像一把把特制的钥匙，不仅能识别并粘附在目标细胞表面，还能在特定信号触发下改变形状，打开细胞大门。
受此启发，研究团队设计了一种“仿病毒糖蛋白肽”（CMP），这个只有几十个氨基酸的小分子，却集成了病毒感染的两个关键功能：一是能粘附在软骨基质和细胞表面的II型胶原上，就像病毒先“抓住”宿主细胞；二是能被病变细胞特有的MMP13酶激活，露出细胞穿透序列，实现精准进入。
“MMP13就像病变软骨细胞的身份证，”研究人员介绍，“正常软骨细胞几乎不产生这种酶，而病变细胞周围MMP13大量存在。我们的纳米颗粒就像配备了智能识别系统的快递员，只有遇到持有这个身份证的细胞才会投递药物。”
小身体大能量：16纳米的“特种兵”
研究团队将这种仿病毒肽连接到载药胶束表面，制成直径仅16纳米的纳米递送系统。这个尺寸恰到好处，既小到能穿过软骨的致密网络，又大到不会被快速清除。
在动物实验中，这个纳米系统展现出满意效果。在骨关节炎小鼠模型中，它在关节腔内的滞留时间比普通药物延长了数倍，病变软骨细胞的摄取率是未修饰纳米颗粒的4倍以上。更重要的是，在更接近人体的羊骨关节炎模型中，治疗组的软骨退化评分显著降低，关节功能明显改善。
“这就像给药物装上GPS导航和门禁卡，它不仅知道目的地在哪，还能自动识别并进入正确的房间。”苏佳灿说。
这项研究的意义不止于一种新的纳米载体。研究团队选择的模型药物IOX4是一种HIF-1α稳定剂，能帮助软骨细胞在低氧环境下维持正常功能。团队前期研究发现HIF-1α能促进软骨基质成分如II型胶原和蛋白聚糖的产生，同时抑制软骨细胞的异常分化。
“目前有超过10种疾病修饰性骨关节炎药物正在临床试验中，但大多数因为无法有效到达病变部位而失败。”研究人员表示，这一递送系统就像为这些候选药物配备了精确制导系统，可大大提高它们的治疗效果。
更令人振奋的是，这个平台具有通用性，为开发新一代骨关节炎治疗药物开辟了广阔前景。
苏佳灿说，这项研究借鉴自然界的智慧，破解困扰骨关节炎治疗多年的药物递送难题。如果能成功转化到临床，将为数亿患者带来新选择。
据悉，研究团队正在推进临床前安全性评价，预计3至5年内有望开展临床试验。未来，这种“模仿”病毒的纳米药物或许将成为攻克骨关节炎的利器，让患者彻底告别关节疼痛。
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