這種眼病常發(fā)于青春期,復(fù)旦和哈佛團隊聯(lián)手取得突破性成果
復(fù)旦大學(xué)專家在圓錐角膜交聯(lián)原位供氧研究方面獲得突破。
圓錐角膜相關(guān)研究概念圖。本文圖片均為復(fù)旦大學(xué)附屬眼耳鼻喉科醫(yī)院供圖
7月5日,澎湃新聞記者從復(fù)旦大學(xué)附屬眼耳鼻喉科醫(yī)院獲悉,近日該院黃錦海、周行濤團隊與哈佛大學(xué)教授陶偉團隊聯(lián)手,共同在《自然·通訊》(NatureCommunications)發(fā)布了一項重要研究成果,題為“Developmentofgraphiticcarbonnitridequantumdots-basedoxygenself-sufficientplatformsforenhancedcornealcrosslinking”(原位自供氧g-C3N4QDs平臺的研發(fā)及其提高角膜交聯(lián)效果的機制研究),詳細(xì)闡述了以石墨相氮化碳量子點(g-C3N4QDs)為核心的自供氧平臺如何有效提升角膜交聯(lián)效果及其作用機制。這是首次有研究揭示g-C3N4QDs在角膜交聯(lián)領(lǐng)域的應(yīng)用潛力,標(biāo)志著該領(lǐng)域研究新的重要突破。
g-C3N4量子點光敏劑角膜交聯(lián)模式圖。
圓錐角膜(Keratoconus)是一種雙側(cè)性、進行性的角膜擴張疾病,通常起病于青春期,發(fā)病率約為1/2000(不同種族間存在差異),且呈現(xiàn)出逐年上升的趨勢。此疾病以角膜基質(zhì)進行性變薄、角膜局部呈錐形前凸為特征,臨床表現(xiàn)為近視、不規(guī)則散光和瘢痕等,導(dǎo)致視物模糊、重影、眩光等視覺障礙,有致盲風(fēng)險。目前,圓錐角膜已成為角膜移植手術(shù)的主要原因之一,部分患者最終需要進行角膜移植。
在當(dāng)前的治療手段中,角膜交聯(lián)術(shù)(CornealCross-linking,簡稱CXL)是國際公認(rèn)的能夠有效阻止和延緩圓錐角膜進展的主要方法。該技術(shù)首先將核黃素(Riboflavin,簡稱Rf)滲透到角膜基質(zhì)層,隨后通過光化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生活性氧,經(jīng)過一系列反應(yīng)來增強膠原纖維間的結(jié)合力,進而提升角膜的生物力學(xué)強度,以期達到加固角膜,減緩或控制角膜膨出,并防止角膜進一步變薄變形和視力惡化的目的。
然而,角膜交聯(lián)術(shù)的效果受到角膜基質(zhì)層內(nèi)氧氣濃度的影響。隨著UVA(紫外線輻射A段)照射功率的增加和光照時間的延長,角膜內(nèi)的氧濃度會劇降。若無法及時補充基質(zhì)層內(nèi)的氧,角膜交聯(lián)的效果將顯著降低。在快速角膜交聯(lián)術(shù)中,由于使用了更高強度的UVA,角膜基質(zhì)內(nèi)的氧會快速耗竭,影響最終交聯(lián)效果。因此,探索新的供氧方式和機制,特別是在交聯(lián)光源照射下能夠原位自供氧的新方法,對于解決交聯(lián)過程中的供氧問題具有重要意義。
聚焦圓錐角膜及角膜交聯(lián)療法的關(guān)鍵臨床問題,黃錦海、周行濤團隊深入納米材料與臨床應(yīng)用的醫(yī)工交叉研究領(lǐng)域,不斷探索與創(chuàng)新。在先前成功開發(fā)出能夠攜帶親水性核黃素分子透過疏水角膜上皮的跨上皮ZIF-8/RF木槿花狀復(fù)合納米材料滴眼液后(AdvancedMaterials2022),團隊又取得新突破,設(shè)計新型自供氧g-C3N4QDs光敏劑,不僅可以用作光催化產(chǎn)氧的催化劑,更能作為角膜交聯(lián)的光敏劑,首次有效解決角膜交聯(lián)過程中的供氧難題。
這一創(chuàng)新,極大地提升了角膜交聯(lián)尤其是快速角膜交聯(lián)的效果,使其在更短的時間內(nèi)即可達到與經(jīng)典去上皮角膜交聯(lián)相媲美的效果。這一創(chuàng)新型試劑也為圓錐角膜的治療提供全新的藥物選擇和治療策略。
楊梅、陳婷婷、陳鑫、潘虹霰、趙國麗為本論文第一作者。楊梅、周行濤、黃錦海為本論文通訊作者。
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