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血脑屏障重大突破,有望通过大分子治疗脑疾

血脑屏障的重大突破,或许会使脑部肿瘤、阿尔茨海默(老年痴呆)、帕金森,这些疾病的治疗都因此受益。

文|陈根

在很久以前,一次静脉注射笨丙胺实验中,药物迅速的分布到作为试验品的小白鼠所有的组织器官,但是让人意外的是,它的大脑并未受到药物的影响,这种现象引起了不少科学家的关注。

而通过不断的研究科学家终于发现,在血浆和脑脊液之间有一种特殊的屏障,能够阻止大多数有害的物质由血液进入脑组织,而这种屏障也被称之为——血脑屏障。

由于血脑屏障对物质独特的选择,大部分的药物很难顺利进入大脑,而造成大脑出现某种不良现象时,即便知晓某种药物能够治疗,但是这种药物却会被血脑屏障给隔绝,于是不管是多么厉害的医生,也只能束手无策,这也是大部分脑类疾病难以治愈的重要原因。

当然,这种困境并未困扰人类太久,在磁共振引导聚焦超声技术的帮助下,暂时的打开血脑屏障已经不是不可能的事情,但是这种医疗手段的成本和技术要求也极高,更何况还有一定的风险,但技术的难题从来不能阻碍技术的发展。

上周,《科学》子刊《科学·转化医学》(Science Translational Medicine)同期报道了两篇由Denali Therapeutics公司发表的研究论文。论文中,这家生物技术公司介绍了一种全新的技术,能帮助大分子突破血脑屏障,进入大脑。这也意味着在40多年的不断尝试下,我们终于取得了可喜的进展。

在第一篇论文里,研究人员们开发了一种新型的技术,他们使用了抗体的Fc片段,并不断诱导它们发生突变,直到它能结合血脑屏障上的“运铁蛋白受体”(transferrin receptor)。顾名思义,在通常情况下,这种受体负责把含有铁的“运铁蛋白”运输进大脑。

而当突变的Fc片段与运铁蛋白受体发生结合后,也就具备了被后者运输进大脑的潜力。如果再在这个Fc片段上连上大分子药物,不就能让它顺利进入大脑了吗?

为了检验这个想法的可行性,科学家们将靶向BACE1的Fab片段与上文中提到的Fc片段连在一起,做了测试。BACE1是参与β-淀粉样蛋白形成的一种酶,人们认为抑制BACE1,就能抑制β-淀粉样蛋白沉积的产生。

在小鼠和猴子体内,科学家们果然发现,这些新设计的融合蛋白能够有效突破血脑屏障的阻碍,并减少这些动物大脑里的β-淀粉样蛋白水平。该结果也对这一技术进行了概念上的验证。

人们曾希望用BACE1抑制剂来治疗阿尔茨海默病,但多个临床试验却都以失败告终。因此第一项研究更像是一个概念验证,临床上的应用相对不明,为了评估这一技术治疗人类患者的潜力,科学家们开展了第二项研究。

研究人员将一种叫做IDS的酶连接到了Fc片段上,希望将它们送入大脑,治疗因这种酶的缺乏引起的亨特综合征(Hunter Syndrome)。

而小鼠实验的结果表明,相比直接在血液里注射这种酶,添加上Fc片段后,能将大脑里的酶含量提高20倍。此外,这些酶也能发挥生物活性,有效减少大脑中其底物的水平。

这一技术的发现具有帮助大分子药物突破血脑屏障的潜力,这可能更是神经疾病治疗领域的重大利好。无创、定点,可恢复的透过血脑屏障给药,而脑部肿瘤、阿尔茨海默(老年痴呆)、帕金森,这些疾病的治疗都可能因此受益。

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