PNAS:提出了诊断和治疗类风湿性关节炎的新策略

(RA)是一种直接影响关节的慢性自身免疫性疾病。类风湿性关节炎的症状包括由骨、软骨和滑膜炎症引起的肿胀和变形。类风湿性关节炎可能引起心脏、肺、心理和骨骼疾病。虽然RA的确切病因尚不清楚，但已证实RA的发生和发展包括多种促炎细胞因子的高表达、活性氧的过量产生以及RA中炎症缺氧微环境的形成。传统的抗风湿药物包括非甾体抗炎药(NSAIDs)、抗风湿药物(DMARDs)和糖皮质激素。据报道，生物制剂(如英夫利昔单抗和托库珠单抗)可抑制促炎因子，如肿瘤坏死因子-(TNF-)和白细胞介素-6 (IL-6)，对传统抗风湿药反应低的RA患者有较好的治疗效果，表明抑制RA促炎因子的重要性。但对于复杂的促炎因子，生物制剂的特异性无法满足治疗需要，也无法调节缺氧等微环境，而缺氧对RA的发生发展起着重要的促进作用。因此，迫切需要开发一种对RA微环境具有特异性和高效作用的新方法。

近日，中国科学院深圳先进技术研究院和美国德克萨斯大学奥斯丁分校联合发表了《美国国家科学院院刊》 (PNAS)的研究成果，提出了基于仿生递送系统的类风湿性关节炎诊疗新策略。在本研究中，使用小干扰RNA(siRNAT/I)和普鲁士蓝(PB)沉默促炎细胞因子TNF- /IL-6的表达，并消除RA微环境中过度表达的ROS，同时缓解缺氧状态。为了提高siRNAsT/I和PB在体内的稳定性、生物相容性和炎症靶向性，研究人员提取内源性巨噬细胞，刺激其产生同源膜囊泡作为仿生载体，合成了具有诊疗一体化功能的综合平台M@P-siRNAsT/I(图1)。

类风湿性关节炎体外靶向识别机制的研究。细胞膜泡作为药物传递系统具有天然的优势，因为它们来源于内源性细胞，具有良好的生物相容性和较小的免疫原性。此外，炎症细胞对炎症组织的固有倾向使得靶向给药具有潜在的特异性识别作用。探索M@P-siRNAsT/I在细胞水平的靶向性。发现M@P-siRNAsT/I对血管内皮细胞和滑膜成纤维细胞具有比基于商业脂质体的治疗系统更高的靶向识别能力。机制研究发现，M@P-siRNAsT/I可以通过主动识别血管内皮细胞表面的P-选择素和ICAM-1特异性蛋白来识别活化的成纤维细胞。本研究表明仿生膜给药系统具有独特而高效的识别炎症细胞的能力。

类风湿性关节炎的体外治疗。与传统的抗体药物相比，siRNA可以与mRNA序列特异性配对，从源头上抑制促炎因子相关基因的表达。此外，根据类风湿性关节炎微环境ROS过度表达和缺氧的特点，采用具有催化酶特性的普鲁士蓝清除ROS，催化过氧化氢产生氧气，进而调节RA微环境。仿生膜系统的传递提高了siRNA/普鲁兰多糖的稳定性和靶向性。结果表明，M@P-siRNAsT/I对TNF- /IL-6/ROS等炎症因子的表达、滑膜成纤维细胞的迁移和新生血管的形成具有良好的抑制作用。

类风湿性关节炎的靶向光声成像研究。普鲁兰多糖具有催化酶作用和良好的近红外光声成像特性。本研究建立了CIA类风湿性关节炎小鼠模型，通过近红外光声成像监测M@P-siRNAsT/I的体内行为。结果发现，与商业脂质体给药系统相比，M@P-siRNAsT/I能够在类风湿性关节炎的爪关节中高效聚集，证明了仿生给药系统的炎症靶向能力。

类风湿性关节炎的体内治疗及疗效评价研究。本研究采用传统显微CT、病理染色、临床评分等方法，检测治疗后关节病变中骨和软骨破坏、免疫和炎症细胞浸润以及炎症因子表达水平。发现M@P-siRNAsT/I在体内有很好的治疗效果。同时采用无标记多光谱光声成像的方法连续监测关节病变血氧饱和度，发现治疗后关节病变的缺氧状态得到有效缓解，并通过缺氧相关蛋白HIF-1的组织免疫荧光染色进一步证实。

本研究在类风湿性关节炎的治疗策略上突破了传统思维，针对复杂多样的炎症微环境，创新性地抑制了多种促炎因子相关基因的表达，同时调节RA炎症微环境，清除ROS，缓解缺氧等。从而达到双管齐下的治疗效果。在RA微环境的靶向识别方面，利用内源性仿生给药系统的天然炎症倾向，解决了基于传统供受体特异性识别策略的易脱靶困境。光声成像技术以其成像指导和治疗评估的便利性，解决了联合成像中荧光成像穿透浅、无深度信息的问题。可获得关节病变的三维实时分子信息，为RA的体内治疗提供影像信息，监测治疗过程中血氧等功能信息的变化，为RA的预后评估提供有效的影像学手段。

该研究由国家、国家重点研发计划、中国科学院健康信息学重点实验室、广东省医学分子影像重点实验室和美国Robert A. Welch基金资助，牛津大学、深圳龙岗人民医院、深圳市人民医院和南方医科大学研究人员支持。

图一。类风湿性关节炎靶向诊疗示意图