文献速递 | 玉研仪器肺部雾化给药装置助力新型肺纤维化疾病造模方式及给药途径

在肺部各类病变中，肺纤维化（PF）是一种致死性的、几乎无法治愈的肺部疾病，具有大量细胞外基质沉积和成纤维细胞增殖的特点，目前临床可用药物种类有限且效率低下。

中医学积累了中国古代人民抗击疾病的经验和理论知识。经过 2000 多年的医学实践，逐渐形成并发展成为一个医学理论体系。中医药的巨大潜力表现在改善健康、预防疾病以及治疗癌症、心血管疾病和自身免疫性疾病等方面。中医药也是我国药物研究的重点之一。

2022年9月，南通市心胸疾病重点实验室的史加海团队在 Translational Lung Cancer Research 杂志上发表了一篇题为“Sustainably released nanoparticle-based rhynchophylline limits pulmonary fibrosis by inhibiting the TEK-PI3K/AKT signaling pathway”的文章，为肺纤维化的治疗找到了一种可能的新药，为临床上目前所面临的困难带来可能的新解决方案。

钩藤碱(Rhy)是从钩藤中提取纯化得到的一种小分子药物。它广泛分布于中国广西、广东、福建、贵州和四川省。Rhy具有低毒的优势，已被广泛运用于治疗高血压、惊厥、眩晕、昏迷、头晕等疾病，是中医热中之极。近年来，越来越多关于Rhy 的研究报道了其在睡眠调节、神经毒性降低、抗炎活性、哮喘治疗等方面的作用。

作者在先前的研究中，已初步证实了腹腔注射钩藤碱Rhy可发挥抗肺纤维化（PF）作用。然而，考虑到腹腔注射给药的侵袭性以及Rhy溶液在临床上的低水溶性、短半衰期和毒性，腹腔注射并不是一个好的给药方案。

同时值得注意的是，PF的形成分为两个连续的炎症和纤维化阶段；通常认为7天是两个阶段之间的分离时间点，21天是纤维化的峰值。然而，Rhy的半衰期仅为约12小时。此外，长期口服Rhy可引起肝肾损伤等全身反应。更重要的是，Rhy可以通过血脑屏障影响心血管和中枢神经系统。从理化性质上看，Rhy的水溶性低，难以溶于生理盐水，限制了其浓度。因此，考虑到这些局限性，需要一种更适合 Rhy的给药系统来解决这些问题。

为了解决上述问题，作者团队设计并制备了一种Rhy负载纳米粒气管内喷雾剂，用于精确治疗并避免全身反应。

博莱霉素所致大鼠肺纤维化的模型是目前公认的最接近人类病理变化的模型，科学研究实验中通常使用博来霉素来构建实验动物肺纤维化模型。在文章中，作者团队通过玉研仪器公司的肺部雾化给药装置（YAN-30012）对健康小鼠肺部定量给予博来霉素进行肺纤维化造模，同时在后续实验中使用该仪器对造模完成的肺纤维化小鼠气管喷雾装载了Rhy的纳米颗粒溶液，进行肺部定量给药。

通过动物实验和体外细胞实验，作者团队最终得出的结论是Rhy可减轻BLM诱导的PF和TGF-β1诱导的PF肺成纤维细胞的纤维化特征。且实验结果最终表明装载Rhy的纳米颗粒发挥了抗PF的作用。它可以解决由水溶性低、半衰期短以及溶液刺激性气味引起的浓度问题，因为装载了Rhy的纳米粒子可溶解在任何体积的生理盐水中并可持续释放Rhy。以此制作的气管内喷雾剂达到了预期目的。

▲不同给药剂量对结果的影响

玉研仪器肺部雾化给药装置（Microsprayer Aerosolizer）也称作气管内雾化给药装置，是专门为小鼠、大鼠、豚鼠等小动物设计，可精确进行气管内雾化给药的装置。可将微量的液体定量通过集成在不锈钢毛细插管中的气溶胶雾化微喷头雾化，毛细插管可深入动物的气管处，实现气管内定量雾化成气溶胶给药。相较于传统口服或注射给药，药物可直接作用于肺部，适用于肺部生理、病理、药理学研究，按给药的状态不同可分为液体给药以及干粉给药。

玉研仪器肺部雾化给药装置可提供中化所专业粒径分布测试报告，从报告中可以看到玉研仪器肺部雾化给药装置与国外进口同类产品（已停产）相比，其粒径分布高度一致。

通过肺部雾化给药器对小鼠通过气管内雾化给予博来霉素，相比于肺部滴注博来霉素有哪些优势呢？通过实验，我们可以清晰看到二者之间的区别。

通过对小鼠气管内滴入或气管内雾化伊文斯蓝溶液，给药5min后处死，分离全肺，清除脂肪组织，吸干表面液体，置白色塑胶板上观察伊文斯蓝在肺内的分布。

从实验后的肺部解剖图可以发现，气管内滴入小鼠肺叶有少量纤维化，主要分布于大气道周围。气管内雾化小鼠部分肺叶内纤维化显著，镜下可见大片蓝染区域，呈片状、斑块状分布。

▲雾化效果图

1. 可直接将药物定量递送至肺部或以肺部为媒介，实现局部或系统疾病的治疗；

2. 肺部给药可以避免肝脏首过效应，降低给药剂量，减少不良反应；

3. 肺部给药可以快速吸收药物进入体循环，保持药物的生物活性，适用于蛋白质、多肽的给药；

4. 肺部给药是一种新型的、更有效的促进药物肺内均匀分布的给药方法，只需单次雾化，且剂量能准确控制。

• 中国医学科学院药物研究所

• 浙江大学

• 复旦大学附属金山医院

• 中国医学科学院基础医学研究所

• 清华大学

• 中南大学湘雅医院

• 上海交通大学附属仁济医院

• 海军总医院

• 复旦大学

• 中国科学院武汉病毒研究所

• 南京大学

• 第二军医大学

• 中国科学院化学研究所

• 上海药明康德新药开发有限公司

• 东南大学

• 江苏省人民医院

• 中山大学

• 中国科学院动物研究所

• Harvard Medical school

• Taiwan Liposome Company

• Lund University

• Cargene Therapeutics Pte

• 美国强生制药公司

• 蒙纳士大学

• 纽约州立大学

• 韩国MediTox公司

• 北卡罗来纳大学

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