金被广泛应用在不同行业领域,首饰、航空、化学、电子电路板甚至医疗。来自香港中文大学(中大)的生物纳米技术及纳米医药专家蔡宗衡教授,他的团队最近成功以金作为内核,开发一款新型金纳米颗粒,不含类固醇和维生素D类似物,其自身便能治疗银屑病。小鼠疾病模型实验显示,它能顺利进入表皮细胞,有效治疗银屑病,亦没有出现脱发或皱纹增生等副作用。团队下一步将进行临床测试,验证新型纳米颗粒在人体的安全性和疗效,为银屑病患者带来福音。

银屑病无法根治 影响患者生活质素

银屑病(俗称牛皮癣)是一种非传染性的慢性皮肤炎症疾病,特征是患者皮肤出现红斑、鳞状丘疹和斑块。目前,银屑病只能透过治疗控制病情而无法根治,但现有治疗方法有不同副作用。例如全身性使用免疫抑制剂有机会引起肝肾毒性、局部应用类固醇和维生素 D 类似物可能会刺激皮肤及令其萎缩、紫外线光照疗法可能导致皮肤癌,而新兴的生物制剂价格昂贵之余,亦会提高感染的风险。

全球超过 1.25 亿人(约2%至3%人口)饱受银屑病困扰,从事运输业的何先生是患者之一。他在十多年前确诊银屑病,全身逾九成皮肤受影响,皮肤痕痒、不适、皮屑剥落等症状,令他难以入睡,日常活动大受影响。由于他的病情严重,局部治疗未能有效改善情况,他在四年前开始使用生物制剂,病情得以受控,生活质素明显改善。然而,这种药物虽然有效,但昂贵药费为他带来沉重的经济负担。银屑病不但影响患者的皮肤,更影响他们的心理健康和日常生活。

中大工程学院生物医学工程学系副教授蔡宗衡教授及其团队最近开发了一款新型金纳米颗粒,能局部递送至患银屑病小鼠的表皮细胞和治疗银屑病,为何先生和其他病患者带来好消息。

(左起)中大工程学院生物医学工程学系博士生韩瑞芳、副教授蔡宗衡教授,以及中大医学院内科及药物治疗学系皮肤科助理教授陈慧诗医生(何先生主诊医生)及银屑病患者何先生。

成功递送药物至皮肤细胞

科学家过往致力开发能装载类固醇或生物制剂等治疗药物的纳米颗粒,以增强药物在皮肤的递送和降低药物的毒性。可是,药物未必能够进入皮肤细胞,在皮肤积累以持久发挥药效,蔡教授团队研发的新型金纳米颗粒成功突破此技术瓶颈。其内核是一个直径 3 纳米的金纳米颗粒,外壳是一层以十八烷基链修饰的聚乙二醇,总直径小于 15 纳米。聚乙二醇外壳可防止内核被汗水诱导后变大而无法穿过表皮,同时十八烷基链可促进内核进入表皮内的角质形成细胞。

实验结果如何?团队将新型金纳米颗粒与生理盐水混合,以纱布沾上后局部放在患有银屑病小鼠的皮肤上,结果颗粒顺利穿过因银屑病增厚的角质层斑块,进入表皮内的角质形成细胞。蔡教授形容 :「纳米颗粒的大小适中,令它可以停留在表皮内的角质形成细胞,不会长期在主要内脏中积聚,也不会引起皮肤或全身毒性。」

蔡宗衡教授(右)、博士生韩瑞芳(左)展示混合了生理盐水的新型金纳米颗粒

有效抑制银屑病相关基因

过往很多研究证实,白细胞介素-17(IL-17)信号通路对银屑病的病发起重要作用。团队的实验结果显示,在银屑病形成过程中,如在小鼠皮肤上涂抹新型金纳米颗粒,可预防银屑病和抑制IL-17相关的信号通路及基因。如在患有银屑病的小鼠疾病模型应用,皮肤状况明显改善,斑块减少,治疗效果与涂抹含标准类固醇和维生素 D 类似物相若,亦没有出现严重脱发和皱纹增生等副作用。蔡教授表示:「这项研究是首次发现金纳米颗粒不需要装载类固醇或生物制剂,其自身便能有效治疗银屑病。」

银屑病小鼠在接受生理盐水(PBS)(上)、类固醇及维生素D类似物(BC)(中)、新型纳米金颗粒(下)治疗后的皮肤状况。使用新型金纳米颗粒治疗,皮肤状况明显改善,亦没有出现皱纹。
银屑病小鼠在接受生理盐水(PBS)(左)、类固醇及维生素D类似物(BC)(中)、新型金纳米颗粒(右)治疗后的皮肤状况。使用新型金纳米颗粒治疗,有效抑制角质形成细胞的过度增生和免疫细胞的浸润,亦没有出现严重脱发或真皮萎缩。

将研究转化落地

团队将与中大医学院继续合作,进行临床测试,验证新型纳米颗粒在人体的安全性和疗效。蔡教授期望研究成果能尽快转化落地,推出市场,为银屑病患者提供简单、安全和有效的治疗方法。「价格应该会比生物制剂便宜,最理想当然是与含有类固醇或维生素D类似物的药膏相若,但仍有待量产时定价。」

金纳米颗粒将以什么形式面世?蔡教授指目前有两个发展方向,一是开发成美国食品药品监督管理局(FDA)批准的药物,但需要经过漫长的临床实验;二是安全使用于人体,能改善银屑病皮肤状况的护肤产品,相信可在较短时间内推出市场。另外,团队发现以生理盐水混合新型金纳米颗粒是目前最理想方法,现正探索其他方法,做到不用纱布情况下亦能简单方便地将颗粒涂抹在皮肤上。

蔡教授寄望,新型金纳米颗粒日后能更广泛应用于银屑病以外的皮肤疾病。「实验显示这款纳米颗粒可下调多种与皮肤炎症相关的基因。我们会继续探索它在治疗其他皮肤疾病的潜力,例如发病率更高的湿疹。」

是次研究团队成员包括中大工程学院生物医学工程学系博士生韩瑞芳、医学院病理解剖及细胞学系名誉临床副教授蔡祥龙医生及其他中大研究人员。研究项目获香港研究资助局、中大校长备用基金、周毓浩创新医学技术中心及裘槎基金会「裘槎前瞻科研大奖」资助。

有关研究成果已发表于《纳米通讯》(Nano Letters)。