研究人员创造过敏特异性纳米粒子靶向免疫细胞 预防过敏性休克

研究人员创造出一种纳米疗法，它能选择性地靶向并关闭导致小鼠过敏反应的免疫细胞，从而预防过敏性休克。这种新型纳米药物能够针对特定过敏原量身定制，可能成为第一种预防过敏反应的药物。

研究人员创造了一种用抗体装饰的纳米粒子，它能靶向引起过敏反应的细胞 埃文-斯科特/西北大学

过敏的严重程度从眼睛发痒、流鼻涕到危及生命的过敏性休克不等。花生、灰尘、霉菌、狗毛、香水、花粉、药物、昆虫蛰伤和乳胶--除了完全避免这些东西，有些人根本无法预防过敏反应。

西北大学的研究人员开发出了第一种预防过敏反应的选择性疗法：用抗体装饰的纳米粒子，这种抗体可以关闭引起人体过敏反应的免疫细胞。

该研究的通讯作者埃文-斯科特（Evan Scott）说："目前，还没有专门针对肥大细胞的方法。我们只有抗组胺剂等药物来治疗症状，但这些药物并不能预防过敏。它们只能在肥大细胞被激活后抵消组胺的作用。如果我们有办法让对特定过敏原做出反应的肥大细胞失活，那么我们就能阻止过敏性休克等严重情况下的危险免疫反应，以及季节性过敏等不太严重的反应。"

肥大细胞是组织驻留的白细胞，对过敏性炎症至关重要。当一个人过敏时，他的肥大细胞会捕捉并显示抗体，特别是免疫球蛋白 E (IgE)，这种抗体针对的是特定的过敏触发物质--过敏原，几乎总是蛋白质。这样，如果患者再次接触相同的过敏原，肥大细胞就能识别并做出反应。

斯科特说："如果你对花生过敏，并且过去对花生有过反应，那么你的免疫细胞就会产生针对花生蛋白的 IgE 抗体，肥大细胞就会收集它们，现在，它们正等着你再吃一颗花生。当你再吃一颗花生时，它们会在几分钟内做出反应，如果反应足够强烈，就会导致过敏性休克。"

要使抗体等蛋白质粘附在纳米粒子上，通常必须形成一种键，使蛋白质展开，从而影响其生物活性。为了应对这一挑战，研究人员创造了一种由动态聚合物链组成的纳米粒子，当接触到不同的溶剂和蛋白质时，它们可以独立地改变取向。因此，当蛋白质附着在纳米粒子表面时，界面上的聚合物链会翻转位置，在不与蛋白质结合的情况下稳定地抓住蛋白质，从而保持其功能。蛋白质表面的拒水袋是保持稳定相互作用的关键。

"这是一个独特的动态表面，"斯科特说。"它不是一个标准的稳定表面，而是可以改变其表面化学成分。它是由微小的高分子化合物链组成的，可以根据需要改变方向，最大限度地与水和蛋白质进行有利的相互作用"。

研究人员发现，接近100%的抗体都能附着在纳米粒子上，而不会失去与特定靶标结合的能力，从而使纳米粒子的表面密布多种不同的肥大细胞靶向抗体，且数量高度可控。

肥大细胞内纳米粒子（紫色）的扫描电子显微镜（SEM）图像 埃文-斯科特（Evan A. Scott）/西北大学

纳米粒子上装饰有抗 Siglec-6 抗体，可防止肥大细胞对过敏原产生反应。它还能携带与人的特定过敏症相对应的过敏原。例如，如果纳米粒子用于对花生过敏的人，它们就会携带花生蛋白。这是一种双管齐下的方法：过敏原吸引引起过敏的特定肥大细胞，然后抗体关闭这些细胞。由于只有肥大细胞显示 Siglec-6 受体，纳米粒子无法与其他类型的细胞结合，从而有效限制了副作用。

斯科特说："我们可以使用任何过敏原，并选择性地关闭对该过敏原的反应。过敏原通常会激活肥大细胞。但在过敏原结合的同时，纳米粒子上的抗体也会与抑制剂 Siglec-6 受体结合。考虑到这两个相互矛盾的信号，肥大细胞决定不激活过敏原，让过敏原单独存在。它选择性地停止了对特定过敏原的反应。这种方法的优点是不需要杀死或消除所有肥大细胞。而且，从安全角度来看，如果纳米粒子意外附着在错误的细胞类型上，该细胞就不会产生反应。"

在成功将新型纳米粒子用于人体组织来源的肥大细胞培养物后，研究人员又在小鼠模型上测试了这种疗法。由于小鼠的肥大细胞不具备 Siglec-6 受体，研究人员开发了一种在其组织中含有人类肥大细胞的模型。小鼠接触过敏原，同时静脉注射纳米疗法。没有一只动物出现过敏性休克，全部存活下来。

"监测过敏反应的最简单方法是跟踪体温变化，"斯科特说。"我们发现体温没有变化。没有任何反应。此外，小鼠仍然健康，没有表现出任何过敏反应的外在迹象。"

研究人员下一步计划用纳米疗法治疗其他肥大细胞相关疾病，包括一种罕见的肥大细胞癌--肥大细胞增生症。他们还在研究在纳米粒子中加入药物，以选择性地杀死肥大细胞增生症中的肥大细胞，而不伤害其他类型的细胞。

他们认为他们的纳米疗法有许多应用领域。

该研究的共同作者布鲁斯-博克纳（Bruce Bochner）说："最大的未满足需求是过敏性休克，它可能危及生命。某些形式的口服免疫疗法在某些情况下可能会有所帮助，但目前我们还没有获得美国食品及药物管理局批准的治疗方案，除了避免食用违规食物或药物外，还能持续预防此类反应。否则，肾上腺素等治疗方法只能治疗严重反应，而不能预防。如果有一种安全有效的治疗食物过敏的方法，能够持续不断地将过去必须严格避免的食物重新引入饮食中，那岂不是很好吗？"

这项研究发表在《自然纳米技术》杂志上。