可吸入纳米颗粒结核病疗法展现前景,有望减轻治疗负担

研究人员开发出一种可吸入纳米颗粒递送系统,可将 rifampin 直接送达肺部并在肺内维持更久的有效浓度。该策略有望将结核病治疗从每日给药降至每周 1 次,同时降低肝损伤等全身不良反应并提升对肺部巨噬细胞的药物递送效率。

研究人员开发出一种新的可吸入结核病治疗形式,可能显著减轻现有治疗的负担。该研究详细介绍了一种可吸入、具免疫调节作用且生物相容的纳米颗粒系统,其封装了 rifampin——最重要的结核病药物之一。

结核病治疗往往需要持续数月,并联合使用多种药物,可能引发严重不良反应。因此,许多患者难以完成全程治疗,进而导致治疗失败及耐药性结核的出现。rifampin 疗效确切,但口服给药存在两大主要缺点:可能造成肝损伤,而且到达肺部(结核分枝杆菌栖居之处)的药物量不足。

研究人员通过将药物装入可供吸入的纳米颗粒,开发出一种以吸入方式而非服药方式将 rifampin 直接递送至肺部的新方法。该纳米颗粒具有可生物降解的核心用于负载 rifampin,外层包被有助于其黏附于巨噬细胞,颗粒表面还带有一种天然分子,可同时提高免疫细胞摄取并增强免疫活性。

这些颗粒被专门设计为直达肺部,并被肺部免疫细胞——巨噬细胞摄取,而这正是结核分枝杆菌藏匿之处。其目标是随时间缓慢释放 rifampin,刺激免疫系统更有效地对抗结核,并减少药物暴露于全身,从而降低不良反应。由于采用这种递送形式后药物在肺内停留时间更长,治疗可能只需每周 1 次,而非每日 1 次。

研究人员采用两种不同的小鼠结核模型——一种反映一般性结核肺部感染,另一种更严重、可更贴近模拟人类结核肺损伤且更难治疗的模型——来测试每周 1 次的吸入纳米颗粒疗法在降低 Mycobacterium tuberculosis 方面是否与每日口服 rifampin 同样有效或更优。

研究发现,吸入纳米颗粒治疗能更有效地将 rifampin 递送至肺部。与每日口服 rifampin 相比,吸入纳米颗粒可使肺内药物维持更高浓度且持续更久——单次给药后可长达 1 周。

所有涉及 Mycobacterium tuberculosis 的研究均在经认证的生物安全三级(BSL-3)设施内开展,这是全国范围内进行结核研究所要求的标准实验室环境。此类设施在既定的联邦、州及机构法规下运行,并配备受控出入、专用通风、灭菌以及其他经验证的安全措施。

降低给药频率有望提高依从性、减少不良反应,并使全球结核病诊疗更易获得。该研究的下一阶段将聚焦于如何将该纳米颗粒与其他标准结核病抗生素整合,以支持联合治疗——结核病治疗的基石。

rifampin 不仅用于结核病,也是治疗其他由非结核分枝杆菌引起的严重肺部感染的重要药物,例如在美国日益受到关注的 Mycobacterium kansasii 和 Mycobacterium xenopi。这类感染常见于慢性肺病患者,且治疗往往较为棘手。

rifampin 的一项主要局限在于:口服时会强烈激活肝酶,从而降低其他关键抗生素(如 azithromycin 和 clarithromycin)的疗效,而这些药物是治疗 Mycobacterium avium/intracellulare complex(MAC)肺病的基石。由于这种相互作用,即便 rifampin 本可带来获益,临床上也常常避免使用。若将 rifampin 直接递送至肺部而非作用于全身,该方法或可在实现肺内高药物浓度的同时,将全身暴露降至最低。

该研究结果发表在期刊 Antimicrobial Agents and Chemotherapy 上。

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References

  1. Accelerating research and development of new vaccines against tuberculosis - The Lancet · thelancet.com
  2. Tackling tuberculosis systematically: How the environment shapes TB risk - LMU Klinikum · lmu-klinikum.de
  3. New tuberculosis treatment is inhalable - Futurity · futurity.org