痛风，是人体内尿酸结晶堆积引发的剧烈关节炎症，严重发作时关节疼痛如刀割、针刺、火烧般深入骨髓，已累及全国超8000万患者。
传统药物治疗虽能降解尿酸缓解症状，却像“灭火器”只能扑灭明火，无法清除隐患，尿酸降解后产生的过氧化氢更像“余烬”，长期损伤关节，甚至引发心血管疾病。更棘手的是，人体自身早已失去分解尿酸的“工具”——尿酸酶（UOx）。
4月16日，南方医科大学称，该校药学院涂盈锋教授团队在《自然·通讯》（Nature Communications）发表研究论文。该研究构建了一种负载有柠檬酸钠和尿酸酶的中空介孔二氧化硅“纳米马达”，作为可移动的能量转换器件，用于痛风安全高效的主动治疗，也成为全球首个利用二氧化硅“纳米马达”开展痛风主动治疗的研究。
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在摸索研究中，涂盈锋团队成员偶然注意到蜜蜂采蜜时会释放信息素引导同伴，形成高效的“群体作业”。这启发了团队有了“纳米蜂群”的大胆设想，能否设计一种能在人体关节内自主运动的纳米颗粒，携带人体匮乏的降解尿酸的酶，像一只只小蜜蜂一样，在关节内自主协作，精准“围攻”尿酸结晶？
于是，可负载柠檬酸钠和尿酸酶的中空介孔二氧化硅“自驱动纳米马达”的概念诞生了，它就像一台微型机器人，在人体关节腔内一边“吃掉”尿酸，一边将有害的降解产物过氧化氢转化为无害的水和氧气，形成自给自足的“能量循环链”。
“我们不是单纯在制造尿酸酶纳米颗粒，而是在纳米世界实现微小颗粒的自主运动。”团队主创成员刘璐表示，要让尿酸酶纳米颗粒在关节腔内自主运动“扫除”尿酸和降解产物，就必须赋予纳米颗粒较快的运动速度。
最初研发的“纳米马达”像无头苍蝇般，只能随机移动（布朗运动），效率极低。团队研究发现尿酸降解会产生离子梯度，就像火箭喷射气体产生推力一样。利用这一原理，团队在纳米颗粒表面“凿”出一个不对称的孔洞（类似火箭尾喷口），让纳米颗粒能像赛车一样自主加速，使其运动速度提升了近3倍。由于纳米颗粒表面孔洞的大小和位置需精确到纳米级，为实现其稳定量产，团队还反复尝试了上百种硅壳合成工艺，最终通过“一步法”化学合成实现了目标。
尿酸酶非常脆弱，如何防止高温、酸性、蛋白酶随时可能对尿酸酶的摧毁？团队为“纳米马达”特别设计穿上了“硅壳铠甲”，通过表面氨基包裹，来修饰固定酶分子。通过实验发现，包裹后的尿酸酶在70℃高温下仍保留46%活性，抵御蛋白酶的能力提升了2.5倍。这相当于给士兵穿上防弹衣，让它们在恶劣环境中也能持久作战。
目前，负载柠檬酸钠和尿酸酶的“纳米马达”在动物实验模型中已展现卓越疗效，关节损伤修复率超90%，且无副作用。下一步，团队将推进临床试验，通过将“纳米马达”注射进人体关节腔，在5年内实现痛风患者 “一针治疗”的目标。从更长远看，“纳米马达”的技术还可拓展至其他代谢性疾病，例如运用葡萄糖驱动的“纳米马达”治疗糖尿病，或用胆固醇降解酶对抗动脉粥样硬化，“主动纳米医疗”的时代正在到来。
“每一个微小的突破，终将汇成改变人类健康的洪流。” 涂盈锋表示。长期以来，涂盈锋带领团队深入开展“自驱动微纳米马达”生物医学应用等方面研究，专注于开发响应性纳米载体（如pH、温度、光敏感材料），用于肿瘤靶向治疗和精准药物控释，其研究的微纳米机器人在药物递送中可突破传统技术局限，被同行评价为“开拓性研究”。
文/广州日报新花城记者：林霞虹 通讯员：柯佳
图由通讯员提供
视频剪辑：张美伦
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