金被廣泛應用在不同行業領域,首飾、航空、化學、電子電路板甚至醫療。來自香港中文大學(中大)的生物納米技術及納米醫藥專家蔡宗衡教授,他的團隊最近成功以金作為內核,開發一款新型金納米顆粒,不含類固醇和維生素D類似物,其自身便能治療銀屑病。小鼠疾病模型實驗顯示,它能順利進入表皮細胞,有效治療銀屑病,亦沒有出現脫髮或皺紋增生等副作用。團隊下一步將進行臨床測試,驗證新型納米顆粒在人體的安全性和療效,為銀屑病患者帶來福音。

銀屑病無法根治 影響患者生活質素

銀屑病(俗稱牛皮癬)是一種非傳染性的慢性皮膚炎症疾病,特徵是患者皮膚出現紅斑、鱗狀丘疹和斑塊。目前,銀屑病只能透過治療控制病情而無法根治,但現有治療方法有不同副作用。例如全身性使用免疫抑制劑有機會引起肝腎毒性、局部應用類固醇和維生素 D 類似物可能會刺激皮膚及令其萎縮、紫外線光照療法可能導致皮膚癌,而新興的生物製劑價格昂貴之餘,亦會提高感染的風險。

全球超過 1.25 億人(約2%至3%人口)飽受銀屑病困擾,從事運輸業的何先生是患者之一。他在十多年前確診銀屑病,全身逾九成皮膚受影響,皮膚痕癢、不適、皮屑剝落等症狀,令他難以入睡,日常活動大受影響。由於他的病情嚴重,局部治療未能有效改善情況,他在四年前開始使用生物製劑,病情得以受控,生活質素明顯改善。然而,這種藥物雖然有效,但昂貴藥費為他帶來沉重的經濟負擔。銀屑病不但影響患者的皮膚,更影響他們的心理健康和日常生活。

中大工程學院生物醫學工程學系副教授蔡宗衡教授及其團隊最近開發了一款新型金納米顆粒,能局部遞送至患銀屑病小鼠的表皮細胞和治療銀屑病,為何先生和其他病患者帶來好消息。

(左起)中大工程學院生物醫學工程學系博士生韓瑞芳、副教授蔡宗衡教授,以及中大醫學院內科及藥物治療學系皮膚科助理教授陳慧詩醫生(何先生主診醫生)及銀屑病患者何先生。

成功遞送藥物至皮膚細胞

科學家過往致力開發能裝載類固醇或生物製劑等治療藥物的納米顆粒,以增強藥物在皮膚的遞送和降低藥物的毒性。可是,藥物未必能夠進入皮膚細胞,在皮膚積累以持久發揮藥效,蔡教授團隊研發的新型金納米顆粒成功突破此技術瓶頸。其內核是一個直徑 3 納米的金納米顆粒,外殼是一層以十八烷基鏈修飾的聚乙二醇,總直徑小於 15 納米。聚乙二醇外殼可防止內核被汗水誘導後變大而無法穿過表皮,同時十八烷基鏈可促進內核進入表皮內的角質形成細胞。

實驗結果如何?團隊將新型金納米顆粒與生理鹽水混合,以紗布沾上後局部放在患有銀屑病小鼠的皮膚上,結果顆粒順利穿過因銀屑病增厚的角質層斑塊,進入表皮內的角質形成細胞。蔡教授形容 :「納米顆粒的大小適中,令它可以停留在表皮內的角質形成細胞,不會長期在主要內臟中積聚,也不會引起皮膚或全身毒性。」

蔡宗衡教授(右)、博士生韓瑞芳(左)展示混合了生理鹽水的新型金納米顆粒

有效抑制銀屑病相關基因

過往很多研究證實,白細胞介素-17(IL-17)信號通路對銀屑病的病發起重要作用。團隊的實驗結果顯示,在銀屑病形成過程中,如在小鼠皮膚上塗抹新型金納米顆粒,可預防銀屑病和抑制IL-17相關的信號通路及基因。如在患有銀屑病的小鼠疾病模型應用,皮膚狀況明顯改善,斑塊減少,治療效果與塗抹含標準類固醇和維生素 D 類似物相若,亦沒有出現嚴重脫髮和皺紋增生等副作用。蔡教授表示﹕「這項研究是首次發現金納米顆粒不需要裝載類固醇或生物製劑,其自身便能有效治療銀屑病。」

銀屑病小鼠在接受生理鹽水(PBS)(上)、類固醇及維生素D類似物(BC)(中)、新型納米金顆粒(下)治療後的皮膚狀況。使用新型金納米顆粒治療,皮膚狀況明顯改善,亦沒有出現皺紋。
銀屑病小鼠在接受生理鹽水(PBS)(左)、類固醇及維生素D類似物(BC)(中)、新型金納米顆粒(右)治療後的皮膚狀況。使用新型金納米顆粒治療,有效抑制角質形成細胞的過度增生和免疫細胞的浸潤,亦沒有出現嚴重脫髮或真皮萎縮。

將研究轉化落地

團隊將與中大醫學院繼續合作,進行臨床測試,驗證新型納米顆粒在人體的安全性和療效。蔡教授期望研究成果能盡快轉化落地,推出市場,為銀屑病患者提供簡單、安全和有效的治療方法。「價格應該會比生物製劑便宜,最理想當然是與含有類固醇或維生素D類似物的藥膏相若,但仍有待量產時定價。」

金納米顆粒將以什麼形式面世?蔡教授指目前有兩個發展方向,一是開發成美國食品藥品監督管理局(FDA)批准的藥物,但需要經過漫長的臨床實驗;二是安全使用於人體,能改善銀屑病皮膚狀況的護膚產品,相信可在較短時間內推出市場。另外,團隊發現以生理鹽水混合新型金納米顆粒是目前最理想方法,現正探索其他方法,做到不用紗布情況下亦能簡單方便地將顆粒塗抹在皮膚上。

蔡教授寄望,新型金納米顆粒日後能更廣泛應用於銀屑病以外的皮膚疾病。「實驗顯示這款納米顆粒可下調多種與皮膚炎症相關的基因。我們會繼續探索它在治療其他皮膚疾病的潛力,例如發病率更高的濕疹。」

是次研究團隊成員包括中大工程學院生物醫學工程學系博士生韓瑞芳、醫學院病理解剖及細胞學系名譽臨床副教授蔡祥龍醫生及其他中大研究人員。研究項目獲香港研究資助局、中大校長備用基金、周毓浩創新醫學技術中心及裘槎基金會「裘槎前瞻科研大獎」資助。

有關研究成果已發表於《納米通訊》(Nano Letters)。