近年来，浙江大学医学院附属第二医院/爱丁堡联合学院教授周民团队针对药物递送领域安全性技术瓶颈，创新性采用可食用的活性微藻为药物载体，在医学应用领域开展了系列研究，研发了系列安全性高、临床应用前景广阔的口服药物。近日，周民团队关于微藻的最新研究成果发表于国际学术期刊《材料》，通过利用螺旋藻的漂浮及载药性能提高药物在胃部的滞留时间，有效改善了小鼠及大动物猪模型中酒精引起的胃部疾病损伤，受到了各界广泛关注。日前，科技日报对周民团队这一最新成果做了专题报道，人民网、央广网等主流媒体做了转载报道。
小小螺旋藻 载药治胃病
长期饮酒是胃出血、胃肠道炎症等疾病的一大诱因。酒精进入人体后，经胃黏膜吸收到一定剂量，会导致胃黏膜缺血、缺氧和坏死，由此引发的炎症即酒精性胃炎。
日前，国际学术期刊《材料》发表了浙江大学医学院附属第二医院/爱丁堡联合学院教授周民团队联合国内外科研人员的研究成果。研究团队利用微藻生物漂浮系统负载药物白藜芦醇，提高药物在胃部的滞留时间，并通过酒精诱导药物快速释放。这一方法显著改善了白藜芦醇对酒精导致的胃部疾病的治疗效果，并在小鼠急慢性模型及大动物猪模型上得到验证。
药物在胃部漂浮阻碍重重
口服是治疗疾病的理想给药方式。但人体食物胃排空过程限制了药物在胃中的滞留和吸收，胃的酸性环境和胃蛋白酶也可能影响药物活性。
为此，漂浮型胃滞留给药系统应运而生。其原理是让药物在口服后保持自身密度小于胃内溶液密度，通过体积膨胀、产生气体的方式，使药物在胃液中漂浮，避免在胃排空时被排至小肠，确保药物的释放效果。
“目前在临床上应用的胃漂浮制剂主要为片剂，对吞咽困难的患者并不友好，且在胃内产生的膨胀或气体释放可能引起消化不良，甚至加重胃部疾病。”周民介绍，近年来，以细菌、微藻等微生物和人体细胞作为药物载体的递药系统研究逐渐增多，但针对胃部给药的研究较少且很难转化应用于临床。
周民分析，造成这一情况的原因，除了胃排空过程、胃部酸性环境和胃蛋白酶的干扰，还有传统载药工艺需要将微生物与高浓度药物长时间培养，可能会影响其活性。特别是对于难溶性药物，可能需要用到有毒性的有机溶剂。此外，对微生物进行特殊修饰或多步加工会增加成本和生产难度，降低微生物作为天然药物载体的优势。
“螺旋藻含有钾、钠碱性离子，能直接中和胃酸并抑制胃蛋白酶，减少胃溃疡发生。目前，螺旋藻已经被广泛应用于食品、保健品、化妆品等领域，其安全性在国内外被普遍认可。”周民介绍，在胃部递药系统设计上，螺旋藻也具有良好应用潜力。
将微藻改造成“一叶绿舟”
在适当条件下，水中的藻类会迅速生长，然后聚集、漂浮，覆盖水面，最终引起藻华现象。藻华的形成得益于微藻分泌的细胞外聚合物，它能够加速微藻聚集。这些微藻聚集体与细菌生物膜一样，在水中更易漂浮，还能保护其中的微藻。联合团队模拟藻华的形成过程，用螺旋藻设计了一种网格状载药系统。
周民介绍，重结晶后的天然抗氧化物白藜芦醇呈长条形结构，螺旋藻是天然长螺旋结构，将二者简单混合即可快速获得一种新的递药系统。再添加对胃酸敏感的果胶铋模拟细胞外聚合物，可促进微藻在胃部聚集，并保护其中的微藻。如此一来，递药系统就会像“一叶绿舟”在胃液上漂流，慢慢释放药物。
“几乎所有白藜芦醇都能均匀分散在可漂浮螺旋藻中，并借助螺旋藻的浮力漂浮在胃液上。这种微米级可漂浮螺旋藻对吞咽困难患者友好。”周民说，果胶铋能够与胃部黏蛋白相互作用，在胃酸环境中迅速聚集形成凝胶，有效延长递药系统在胃液中的漂浮时间，同时增加其黏附能力，最终在与酒精作用后迅速释放白藜芦醇。
实验证明，在小鼠急性和慢性酒精性损伤模型中，这一递药系统能够在胃部长时间停留，比直接服药效果更佳。除小鼠模型外，联合团队还在胃肠道与人类更相似的大动物猪模型中评估了该系统的治疗效果。
“我们通过胃镜观察到，该系统在猪胃部实现了有效聚集和漂浮，潴留时间大大延长。递药系统在猪酒精性胃炎模型中取得了积极治疗效果。团队将进一步开展研究，把该成果用于临床治疗。”周民说，该系统不会影响微藻的生物活性，且微藻获取成本低，适合规模化生产。
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