真菌性角膜炎(FK)是一种由病原真菌侵入引起的感染性疾病[1]。它常导致不可逆的视力损害或眼部组织破坏,被认为是导致失明的主要原因之一[2],[3]。FK最常见的致病菌是酵母菌和丝状真菌,其中镰刀菌(Fusarium)和烟曲霉(Aspergillus fumigatus)是最主要的病原体[4],[5],[6]。植物引起的角膜损伤是真菌感染的重要风险因素。在这一过程中,真菌孢子穿透角膜上皮并侵入基质层,引发强烈的炎症反应,最终导致角膜组织损伤[7]。
纳他霉素(NAT)是目前获得FDA批准用于治疗FK的一线药物[8]。临床实践中,通常通过眼药水形式给药[9]。然而,NAT在治疗FK时仍存在一些缺点,如抗炎效果不佳、水溶性低和生物利用度低,这些因素限制了其临床应用[3],[8],[10]。此外,频繁使用眼药水可能导致眼部刺激和疼痛等不良反应,从而降低患者的依从性[11]。因此,亟需一种更高效、新型的药物递送系统。
作为抗真菌治疗载体的新型材料的研究取得了显著进展,尤其是针对NAT的递送系统[12],[13]。研究者们采用了脂质体、新型介孔材料、自组装纳米颗粒和固体脂质纳米颗粒(SLNs)等策略来提升NAT的效果[14],[15]。虽然这些方法在一定程度上提高了药物的溶解度和稳定性,但它们仍存在药物载量有限和长期生物相容性不足的问题。基于细胞膜的仿生递送系统在这方面显示出独特优势。该系统利用天然细胞膜包裹药物纳米颗粒,既能实现药物递送,又能保持源细胞的功能[16],[17]。这显著提高了药物载量效率,并实现了更持久的药物释放,从而在眼表维持有效的治疗浓度[18],[19],[20]。
中性粒细胞因对炎症刺激的快速趋化反应及其高效招募到炎症部位而受到广泛关注。中性粒细胞膜仿生药物递送系统不仅保留了脂质体等纳米载体的高药物载量和低免疫原性,还因其源细胞具有的炎症趋化特性而增强了免疫调节功能[21],[22],[23]。具体而言,中性粒细胞膜表面的膜蛋白能够与多种炎症细胞因子结合并相互作用,阻断它们与真实中性粒细胞的相互作用,从而有效抑制炎症级联反应[21]。最近的一项研究使用中性粒细胞膜包覆的纳米脂质体作为莱昂莱宁(leonleonine)的递送载体,证明该系统不仅具有显著的缓释效果,还具有良好的生物相容性。在tMCAO大鼠模型中,该系统显著减少了脑组织损伤并抑制了过度的炎症反应[24]。此外,与未激活的中性粒细胞膜包覆纳米载体相比,用脂多糖(LPS)激活的中性粒细胞膜包覆的纳米载体显著增强了肿瘤靶向能力和炎症趋化性[25]。
明胶纳米颗粒(GNPs)是通过部分水解胶原蛋白获得的,因其在生物医学领域的广泛应用而受到广泛关注[26]。与合成纳米颗粒相比,GNPs具有生物相容性、低抗原性、可生物降解性、水溶性、易获取性和低成本等优点[27],[28]。
在本研究中,我们创新性地设计了一种中性粒细胞膜仿生药物递送系统(图1)。该系统(G-NAT@βNM)以明胶纳米颗粒作为纳他霉素的纳米载体核心,并在其表面包覆β-葡聚糖刺激后的中性粒细胞膜(βNM)。这种递送方式使得纳他霉素能够同时从纳米颗粒核心和膜涂层中持续释放,显著增强了对抗烟曲霉(Aspergillus fumigatus)的效果。此外,该系统还能有效抑制感染部位的炎症细胞因子,显示出良好的抗炎潜力。因此,基于这些发现,G-NAT@βNM可能成为治疗真菌性角膜炎的一种创新且有效的方法。本研究为真菌性角膜炎的治疗提供了新的见解和潜在的药物治疗方案。