類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎 (RA) 是一種直接影響關(guān)節(jié)的慢性自身免疫性疾病。癥狀包括因骨骼、軟骨和滑膜的炎癥損傷而引起的腫脹和變形[1]。RA還可能導(dǎo)致心血管、肺部、心理和骨骼疾病[2]。雖然RA的確切病因尚不清楚，但已證實(shí)在RA發(fā)生發(fā)展過(guò)程中包括多種促炎細(xì)胞因子的高表達(dá)、活性氧 (ROS) 的過(guò)度產(chǎn)生以及RA炎癥低氧微環(huán)境的形成等[3]。傳統(tǒng)的抗風(fēng)濕治療藥物主要包括非甾體抗炎藥（NSAIDs）、抗風(fēng)濕藥（DMARDs）和糖皮質(zhì)激素[4]。最近，有報(bào)道通過(guò)生物制劑（如英夫利昔單抗和托珠單抗）抑制促炎因子如腫瘤壞死因子-α (TNF-α) 和白細(xì)胞介素 6 (IL-6) 等對(duì)傳統(tǒng)抗風(fēng)濕藥低應(yīng)答的RA患者有較好的治療作用（研究團(tuán)隊(duì)此前相關(guān)研究Advanced Materials, 2020, 2003399）[5]。這些治療方式表明了抑制 RA促炎因子的重要性。但針對(duì)復(fù)雜多樣的促炎因子，生物制劑的特異性仍無(wú)法滿足治療需求，且也無(wú)法調(diào)控對(duì)RA發(fā)生和發(fā)展有重要促進(jìn)作用的低氧等微環(huán)境。因此，研究一種對(duì)RA微環(huán)境具有特異、高效診療作用的新方法至關(guān)重要。

　　近日，中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院（簡(jiǎn)稱“深圳先進(jìn)院”）與美國(guó)德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校研究團(tuán)隊(duì)在PNAS上聯(lián)合發(fā)表研究成果，提出了一種基于仿生遞送體系的類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎診療新策略。 

文章上線截圖 

　　該研究聯(lián)合使用小干擾RNA（siRNA^T/I）和普魯士藍(lán)（PB）來(lái)沉默促炎細(xì)胞因子TNF-α/IL-6的表達(dá)，并清除RA微環(huán)境中過(guò)表達(dá)的ROS，同時(shí)緩解乏氧狀態(tài)。為了提高siRNAs^T/I和PB在體內(nèi)的穩(wěn)定性、生物相容性和炎癥靶向性，研究人員通過(guò)提取內(nèi)源性巨噬細(xì)胞，然后刺激其產(chǎn)生具有同源性的膜囊泡作為仿生載體，合成了一種具有診療一體化功能的綜合平臺(tái)—M@P-siRNAs^T/I（圖1）。 

　　類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎體外靶向識(shí)別機(jī)制研究。細(xì)胞膜囊泡作為藥物遞送系統(tǒng)具有天然優(yōu)勢(shì)，因?yàn)樗鼈冊(cè)醋詢?nèi)源性細(xì)胞，具有良好的生物相容性以及較小的免疫原性。此外，由于炎癥細(xì)胞對(duì)炎癥組織固有的趨向性，因此對(duì)于藥物的靶向遞送具有潛在的特異識(shí)別效果。研究人員首先在細(xì)胞層面對(duì)M@P-siRNAs^T/I的靶向性進(jìn)行探索。研究發(fā)現(xiàn)，相比商用化脂質(zhì)體作為載體的治療體系，M@P-siRNAs^T/I對(duì)血管內(nèi)皮細(xì)胞、滑膜成纖維細(xì)胞具有更高的靶向識(shí)別能力。機(jī)制研究發(fā)現(xiàn)，M@P-siRNAs^T/I主要通過(guò)主動(dòng)識(shí)別血管內(nèi)皮細(xì)胞表面P選擇素以及ICAM-1特異蛋白，進(jìn)而靶向識(shí)別激活的成纖維細(xì)胞（圖2）。該研究表明了仿生膜遞送體系具有獨(dú)特和高效的炎癥細(xì)胞識(shí)別能力。 

　　類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎體外治療研究。相比傳統(tǒng)抗體類治療藥物，siRNA可以與 mRNA序列特異性配對(duì)，從源頭抑制促炎因子相關(guān)基因的表達(dá)。此外，針對(duì)類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎微環(huán)境過(guò)表達(dá)的ROS以及乏氧特點(diǎn)，研究人員使用了具有催化酶特性的普魯斯蘭，不僅可以清除ROS，還可以催化過(guò)氧化氫產(chǎn)生氧氣，進(jìn)而調(diào)控RA微環(huán)境。通過(guò)仿生膜體系的遞送，同時(shí)提高了siRNA/普魯斯蘭的穩(wěn)定性和靶向能力。結(jié)果證實(shí)，M@P-siRNAs^T/I在TNF-α/IL-6/ROS等多炎癥因子的表達(dá)、滑膜成纖維細(xì)胞的遷移和新生血管形成方面發(fā)揮了很好的抑制效果（圖3）。 

　　類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎體內(nèi)靶向光聲成像研究。普魯斯蘭不僅具有催化酶作用，還具有很好的近紅外光聲成像特性。研究人員首先構(gòu)建了一種CIA類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎小鼠模型，通過(guò)近紅外光聲成像對(duì)M@P-siRNAs^T/I的體內(nèi)行為進(jìn)行三維實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，相比商業(yè)化脂質(zhì)體遞送體系，M@P-siRNAs^T/I可以高效的在類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎足爪關(guān)節(jié)聚集，充分展示了仿生遞送體系的炎癥靶向能力（圖4）。 

　　類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎體內(nèi)治療和療效評(píng)估研究。該研究首先通過(guò)傳統(tǒng)的micro-CT、病理染色、臨床評(píng)分等方法對(duì)治療后的關(guān)節(jié)病灶中骨及軟骨破壞、免疫和炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)、炎癥因子表達(dá)水平進(jìn)行了檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)M@P-siRNAs^T/I具有很好的在體治療效果。同時(shí)，研究人員通過(guò)無(wú)標(biāo)記多光譜光聲成像方法對(duì)關(guān)節(jié)病灶的血氧飽和度進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)治療后的關(guān)節(jié)病灶乏氧狀態(tài)得到有效緩解，這一結(jié)果得到乏氧相關(guān)蛋白HIF-1α的組織免疫熒光染色的進(jìn)一步證實(shí)（圖5）。 

　　綜上所述，本研究在類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎治療策略方面，突破了傳統(tǒng)思路，針對(duì)復(fù)雜多樣的炎癥微環(huán)境，創(chuàng)新性抑制多個(gè)促炎因子相關(guān)基因的表達(dá)，同時(shí)調(diào)控RA炎癥微環(huán)境，清除ROS、緩解乏氧等，起到“雙管齊下”的治療效果；在RA微環(huán)境靶向識(shí)別方面，利用內(nèi)源性仿生遞送體系天然的炎癥趨向特性，解決了基于傳統(tǒng)供受體特異識(shí)別策略所存在的易脫靶的困境；在成像引導(dǎo)和治療評(píng)估方便，采用光聲成像技術(shù)，解決了熒光成像在關(guān)節(jié)成像時(shí)穿透淺、無(wú)深度信息的難題，可以獲取關(guān)節(jié)病灶三維實(shí)時(shí)分子信息，為RA的在體精準(zhǔn)治療提供圖像信息，同時(shí)還可以對(duì)治療時(shí)的血氧等功能信息變化進(jìn)行監(jiān)測(cè)，為RA的預(yù)后評(píng)估提供有效的影像學(xué)手段。

　　本論文第一作者為深圳先進(jìn)院和香港中文大學(xué)第二附屬醫(yī)院（深圳市龍崗人民醫(yī)院）聯(lián)合培養(yǎng)博士后陳建海博士。通訊作者為深圳先進(jìn)院陳敬欽副研究員、劉成波研究員和美國(guó)德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校Jonathan L. Sessler教授。深圳先進(jìn)院為文章的第一單位。本工作特別感謝深圳先進(jìn)院張鵬研究員和宋亮研究員、牛津大學(xué)Adam博士、龍崗人民醫(yī)院王本國(guó)教授、深圳人民醫(yī)院張海教授、南方醫(yī)科大學(xué)方馳華教授的指導(dǎo)和大力支持。本工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、科技部重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、中科院健康信息學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、廣東省分子影像學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室以及美國(guó)Robert A. Welch基金的支持。

　　參考文獻(xiàn)

　　1.S. A. Jones, B. J. Jenkins, Recent insights into targeting the IL-6 cytokine family in inflammatory diseases and cancer. Nat Rev Immunol 18, 773-789 (2018).

　　2.G. R. Burmester, J. E. Pope, Novel treatment strategies in rheumatoid arthritis. The Lancet 389, 2338-2348 (2017).

　　3.K. Chaudhari, S. Rizvi, B. A. Syed, Rheumatoid arthritis: current and future trends. Nat Rev Drug Discov 15, 305-306 (2016).

　　4.E. V. Arkema et al., Are patients with rheumatoid arthritis still at an increased risk of tuberculosis and what is the role of biological treatments? Ann Rheum Dis 74, 1212-1217 (2015).

　　5.J. Chen et al., Tocilizumab–Conjugated Polymer Nanoparticles for NIR-II Photoacoustic-Imaging-Guided Therapy of Rheumatoid Arthritis. Adv Mater 32, 2003399 (2020).

圖1. 類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎靶向診療研究示意圖   

　　圖2. 仿生遞送體系的體外靶向研究 　  

圖3. 類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎體外治療研究 

圖4. 類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎體內(nèi)靶向光聲成像研究