综述:天然生物活性纳米制剂在特应性皮炎中的转化潜力:当前见解

【字体: 时间:2025年09月18日 来源:Medicine in Novel Technology and Devices CS5.1

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  本综述系统探讨了基于天然生物活性成分的纳米制剂在特应性皮炎(AD)治疗中的转化潜力,重点总结了其抗炎、抗氧化及皮肤屏障修复机制,以及纳米载体(如脂质体、聚合物纳米粒等)在增强药物渗透性、稳定性和靶向递送方面的优势,为开发新型AD疗法提供了重要理论依据和临床前证据。

  

1. 引言

皮肤作为人体最大的器官,提供抵御环境危害(如过敏原、化学物质、毒素和病原体)的关键屏障。特应性皮炎(AD)是一种常见的慢性炎症性皮肤病,以瘙痒性红斑性病变为特征,常于儿童早期发病,严重影响生活质量。AD的发病机制涉及遗传易感性、皮肤屏障功能障碍和免疫系统失调的复杂相互作用。当前常规疗法如局部皮质类固醇和钙调神经磷酸酶抑制剂虽有效,但存在皮肤萎缩、毛细血管扩张等副作用,且长期使用可能引发系统性不良反应。天然产物因其抗炎、抗氧化和抗菌特性,以及较低的成本和副作用,成为AD治疗的潜在替代策略。然而,许多天然生物活性成分存在水溶性差、生物利用度低和稳定性不佳等问题,限制了其临床应用。纳米技术通过开发脂质体、固体脂质纳米粒(SLNs)、聚合物纳米粒等递送系统,可显著改善这些化合物的溶解性、皮肤渗透性和靶向性,为AD治疗提供了新思路。

2. AD的病理生理学

AD的发病机制涉及多因素交互作用,包括遗传背景(如丝聚蛋白FLG基因突变)、环境触发因素(如污染物、微生物暴露)和免疫异常(如Th2细胞介导的炎症反应)。皮肤屏障功能受损是AD的核心特征,表现为角质层脂质(如神经酰胺)减少、FLG表达下降及紧密连接(TJs)功能异常。FLG缺陷导致皮肤pH值升高,进而激活丝氨酸蛋白酶(如KLK5、KLK7),促进炎症介质(如IL-1α、TSLP)释放,并加剧瘙痒-搔抓循环。免疫失调方面,AD急性期以Th2优势反应为主,产生IL-4、IL-13等细胞因子,促进IgE生成;慢性期则涉及Th1、Th17和Th22等多种细胞亚群参与。此外,金黄色葡萄球菌(S. aureus)定植进一步破坏皮肤屏障,通过释放毒素和激活T细胞加重炎症。

3. 常规疗法及其局限性

AD的常规治疗包括局部皮质类固醇(TCS)、钙调神经磷酸酶抑制剂(TCIs)、光疗、免疫抑制剂和生物制剂等。虽能有效控制症状,但长期使用TCS可能导致皮肤萎缩、青光眼和高血压;TCIs则常见灼烧感和刺痛,罕见情况下与皮肤癌风险相关。系统用药如环孢素和甲氨蝶呤虽有效,但存在肾毒性、肝损伤等系统性副作用。生物制剂(如dupilumab)靶向IL-4Rα,可显著改善中重度AD,但可能引发结膜炎和注射部位反应。此外,抗生素滥用可能导致耐药性,而保湿剂和益生菌虽安全,疗效却有限且需长期使用。这些局限性促使研究者探索天然产物和纳米递送系统相结合的策略,以提高疗效并减少不良反应。

4. 天然产物在AD药物开发中的应用

天然产物如萜类、生物碱、黄酮类和苷类化合物,通过调控NF-κB、MAPK、JAK/STAT等信号通路,发挥抗炎、抗氧化和屏障修复作用。例如,咖啡酸(caffeic acid)抑制TNF-α/IFN-γ诱导的NLRP3和HMGB1表达;槲皮素(quercetin)通过Nrf2/HO-1通路减轻氧化应激;芹菜素(apigenin)抑制IL-31产生并增强FLG合成。然而,这些成分的低生物利用度限制了其应用。纳米封装技术(如SLNs、纳米乳、聚合物纳米粒)通过提高溶解度、控制释放和增强皮肤滞留,显著提升了其治疗潜力。研究显示,负载天然产物的纳米制剂在体外和体内模型中均表现出优异的抗AD活性,如减少炎症细胞浸润、降低细胞因子水平和改善皮肤屏障参数。

5. 负载生物活性成分的纳米颗粒用于AD治疗

纳米载体(如脂质体、niosomes、SLNs、聚合物纳米粒)通过小尺寸(通常<200 nm)、高表面积-体积比和可调控表面特性,实现药物靶向递送、提高稳定性和减少系统暴露。例如:

  • 小檗碱(Berberine):负载于硫醇化F127胶束或脂质体凝胶中,显著增强皮肤渗透性和抗氧化活性,在湿疹模型中有效减轻瘙痒和炎症。

  • 咖啡酸:封装于SLNs和ethosomes中,通过DPPH自由基清除实验证实其抗氧化潜力,并经皮扩散实验显示ethosomes具有更优的皮肤递送效率。

  • 姜黄素(Curcumin):以其衍生物四氢姜黄素为例,SLNs凝胶在DNCB诱导的AD模型中降低TNF-α和IL-6表达,促进皮损完全愈合。

  • 白藜芦醇(Resveratrol):壳聚糖纳米粒结合透明质酸水凝胶,在HaCaT细胞模型中有效减少ROS生成,且体内应用抑制皮肤增厚和肥大细胞浸润。

  • 番茄红素(Lycopene)和β-胡萝卜素:通过transferosomes和ethosomes递送,增强皮肤保留率,抑制表皮增生和氧化应激;β-胡萝卜素还上调FLG表达,调节MMP活性。

  • 芹菜素和柚皮素(Naringenin):niosomal凝胶和纳米结构脂质载体(NLCs)提高透皮给药效率,在体内模型中抑制CD4+ T细胞活化和炎症因子产生。

  • 槲皮素:NLCs系统增强表皮和真皮药物滞留,通过抑制HMGB1/RAGE/NF-κB通路发挥抗炎和抗氧化作用。

这些纳米系统不仅改善了药物动力学特性,还通过智能响应释放(如pH或酶触发)实现精准治疗,但大规模生产、稳定性和标准化仍是临床转化的主要挑战。

6. 天然化合物的临床转化

多项临床试验证实了天然生物活性成分在AD管理中的潜力。例如,初榨椰子油和橄榄油可减少SCORAD指数和TEWL,改善皮肤水合作用;Kanuka蜂蜜与水性乳膏疗效相当;复合制剂BSASM(含咖啡酸、芹菜素等)抑制NF-κB激活,降低EASI评分和瘙痒强度。此外,韩国草药(KM)用于孕妇AD患者显示安全性且无不良反应。这些研究支持天然产物作为AD辅助治疗的可行性,但需通过多中心试验和标准化制备流程进一步验证。纳米技术的整合有望解决天然产物的递送难题,推动其向临床应用转化。

7. 毒性考量

纳米药物的毒性主要取决于粒径、表面电荷、形状和涂层特性。粒径<300 nm、表面经生物相容性材料(如磷脂、聚合物)修饰的纳米粒通常表现出低毒性和高血液相容性。研究表明,表面电荷(而非粒径)是细胞毒性的主要决定因素,而高纵横比形状(如纳米棒)可能增加毒性风险。通过优化设计和严格质量控制,纳米制剂可安全用于药物治疗。

8. 未来展望与挑战

纳米制剂从实验室向临床转化面临诸多挑战,包括天然产物的批次差异性、规模化生产的工艺要求、长期稳定性以及 regulatory 框架的缺失。未来研究应聚焦于开发智能响应系统(如pH或酶触发纳米粒)、探索天然-合成药物联合策略,并通过跨学科合作建立标准化协议和安全性评价体系,以加速纳米基AD疗法的临床应用。

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