雖然抗炎藥可以用來解決骨關(guān)節(jié)炎等病癥，但目前的給藥方法存在缺點(diǎn)，包括需要定期注射或這些藥物會影響整個身體。華盛頓大學(xué)（圣路易斯）醫(yī)學(xué)院的新研究可以解決這些缺點(diǎn)，通過一種工程化的“智能軟骨”，當(dāng)關(guān)節(jié)受到機(jī)械壓力時，軟骨會分泌一種抗炎藥。

骨關(guān)節(jié)炎等退行性病癥和類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎等自身免疫性病癥引起的關(guān)節(jié)炎癥是痛苦的、衰弱的、難以治療的。目前有一些藥物可以緩解炎癥和腫脹，使患者的生活變得更輕松，盡管在如何使用這些藥物方面還有很大的改進(jìn)空間。

例如，Anakinra（阿那白滯素）是一種用于治療類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎的藥物，但使用者每次使用時都需要更換注射部位，同時也帶來了肺炎或過敏反應(yīng)等感染風(fēng)險(xiǎn)。通過緩釋微膠囊甚至水凝膠，可以注射并在機(jī)械力的作用下釋放藥物，科學(xué)家們在這一領(lǐng)域取得了可喜的進(jìn)展，而最新的研究塑造了另一個令人興奮的進(jìn)步。

它與上述的水凝膠有一些相似之處，因?yàn)樗辉O(shè)計(jì)成只有當(dāng)關(guān)節(jié)受到機(jī)械壓力時才會釋放藥物，比如膝蓋的彎曲。這被認(rèn)為是一種解決骨關(guān)節(jié)炎不適的方法，尤其是骨關(guān)節(jié)炎，這些類型的常規(guī)動作會導(dǎo)致疼痛，使日常生活變得困難。

科學(xué)家們首先研究了從豬身上提取的軟骨細(xì)胞，并能夠在這些細(xì)胞中識別出對壓力作出反應(yīng)的關(guān)鍵途徑，以及軟骨中對機(jī)械負(fù)荷作出反應(yīng)而開啟的基因回路。然后，他們轉(zhuǎn)向基因工程，創(chuàng)造這些細(xì)胞的版本，這些細(xì)胞不僅僅是通過驅(qū)動炎癥來應(yīng)對壓力，而是作為這個過程的一部分產(chǎn)生藥物anakinra。

“我們改變了細(xì)胞中的DNA片段，以告訴它們在感受到負(fù)荷時做一些與正常不同的事情，”高級研究員Farshid Guilak說?！耙簿褪钦f，要制造一種抗關(guān)節(jié)炎的藥物。”

這些實(shí)驗(yàn)是在實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行的，科學(xué)家們模擬關(guān)節(jié)的機(jī)械應(yīng)力，用細(xì)小的玻璃吸管壓縮細(xì)胞，使它們釋放出抗炎藥物作為回應(yīng)。正如Guilak所解釋的那樣，以這種方式輸送藥物，可以將其滴入受影響的關(guān)節(jié)中，以對抗炎癥的產(chǎn)生，可以使其更加有效。

“這種藥物似乎并不奏效，除非它連續(xù)使用多年，這可能是為什么它在涉及骨關(guān)節(jié)炎患者的臨床試驗(yàn)中效果不佳，”他說?！霸趯?shí)驗(yàn)室的細(xì)胞實(shí)驗(yàn)中，我們使用了我們設(shè)計(jì)的軟骨細(xì)胞中現(xiàn)有的信號系統(tǒng)，以便它們在需要的時候釋放藥物。在這里，我們正在使用合成生物學(xué)來創(chuàng)建一種人工細(xì)胞類型，我們可以通過編程來響應(yīng)我們希望它響應(yīng)的東西?！?/p>

除了避免定期注射和提高藥物的有效性之外，這種方法還可以否定許多由長期交付驅(qū)動的副作用，其中包括脫發(fā)，疲勞和胃痛。令人充滿希望的是，該團(tuán)隊(duì)認(rèn)為該技術(shù)可以應(yīng)用于醫(yī)學(xué)科學(xué)的其他地方。

“我們可以創(chuàng)建自動產(chǎn)生止痛藥物，抗炎藥或生長因子的細(xì)胞，使軟骨再生，”Guilak說?！拔覀冋J(rèn)為，這種策略可以成為一個框架，用于做我們可能需要做的事情，即對細(xì)胞進(jìn)行編程，以提供治療方法來應(yīng)對各種醫(yī)療問題?！?/p>

該研究發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》雜志上。
責(zé)編AJX