四川大學(xué)華西醫(yī)院腎臟內(nèi)科蘇白海教授團(tuán)隊(duì)于2018年8月29日在Carbohydrate Polymers在線發(fā)表文章“A mussel-Inspired approach towards heparin-immobilized cellulose gel beads for selective removal of low density lipoprotein from whole blood”（影響因子6.044）（長按下方二維碼即可閱讀原文）。
心血管疾病是導(dǎo)致中國城鄉(xiāng)居民死亡的最主要原因。低密度脂蛋白膽固醇水平過高是公認(rèn)的心血管疾病最大危險(xiǎn)因素。降低低密度脂蛋白濃度可有效預(yù)防心血管事件發(fā)生，改善患者預(yù)后。然而，家族性高膽固醇血癥患者及無法耐受高劑量他汀治療的患者在接受常規(guī)降脂藥物治療后其血脂水平控制欠佳。我們需要新的降脂治療方法（如血脂凈化治療）使頑固性高膽固醇血癥患者的血脂控制達(dá)標(biāo)。臨床現(xiàn)有的血脂凈化治療主要通過血漿灌流從人體中清除低密度脂蛋白，不僅治療時(shí)需要抗凝劑保證管路通暢，且這些技術(shù)在中國因技術(shù)復(fù)雜和價(jià)格昂貴等原因并未廣泛開展。如何高效、安全地從全血中通過血液灌流直接清除低密度脂蛋白，提高我國頑固性高膽固醇血癥患者血脂控制率？這一難題在血液凈化領(lǐng)域長期未被解決。
該領(lǐng)域的前期研究表明肝素是低密度脂蛋白吸附良好的配基，可通過特異性結(jié)合位點(diǎn)及靜電作用從血漿中選擇性地吸附低密度脂蛋白。但截至目前，尚無直接將肝素基的生物材料直接用于血液灌流吸附脂蛋白的研究。
蘇白海教授團(tuán)隊(duì)經(jīng)過長達(dá)兩年的研究，結(jié)合血液凈化及高分子化學(xué)等多學(xué)科技術(shù)，利用貽貝仿生法成功將肝素共價(jià)接枝在纖維素微球表面，研發(fā)出具有自抗凝特性的載肝素的纖維素微球（HeTaCe），并通過靜態(tài)吸附模型及動(dòng)態(tài)血液灌流模型進(jìn)一步驗(yàn)證了其在全血中對(duì)低密度脂蛋白的吸附性能。此外，該團(tuán)隊(duì)還采用不同生物相容性評(píng)價(jià)方法系統(tǒng)地考察了HeTaCe與血液接觸后對(duì)血細(xì)胞、凝血時(shí)間、補(bǔ)體激活水平等指標(biāo)的影響，從而驗(yàn)證這一新型血液接觸材料具有良好的生物相容性和血液灌流的安全性。
本研究結(jié)果表明HeTaCe具有良好的生物相容性，治療時(shí)不會(huì)引起異常的溶血、白細(xì)胞下降及血小板下降；同時(shí)HeTaCe可顯著延長血液凝血時(shí)間，與血液接觸后可引起血液自抗凝（凝血時(shí)間超檢測上限），從而實(shí)現(xiàn)血液灌流時(shí)體外管路的局部抗凝，見圖1。結(jié)合前期的研究成果（Zhao W, Liu Q, Zhang X, et al. Rationally designed magnetic nanoparticles as anticoagulants for blood purification. Colloids and surfaces. B, Biointerfaces. 2018; 164:316-323.），本團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，具有局部抗凝特性的HeTaCe在將來應(yīng)用于血液灌流時(shí)可以減少甚至避免抗凝劑的使用，在很大程度上降低患者血液凈化時(shí)因抗凝治療帶來的出血風(fēng)險(xiǎn)。
圖1 HeTaCe在局部可通過與凝血因子作用影響血液的凝血時(shí)間
另外，該研究還發(fā)現(xiàn)HeTaCe具有優(yōu)異的低密度脂蛋白吸附性能：在靜態(tài)吸附模型中，HeTaCe可特異性地清除高脂血癥患者血漿中的低密度脂蛋白，清除率高達(dá)48.3%（低密度脂蛋白初始濃度14 mmol/L），吸附能力為79.1 mg/g；在動(dòng)態(tài)血液灌流模型中，HeTaCe則可選擇性地從全血中吸附低密度脂蛋白，吸附能力為48.8 mg/g，遠(yuǎn)高于這一研究領(lǐng)域其他的低密度脂蛋白吸附劑，而對(duì)高密度脂蛋白吸附甚少，見圖2。HeTaCe對(duì)低密度脂蛋白的高效及選擇性吸附完美契合了臨床血脂凈化治療的真實(shí)需求，有利于幫助頑固性高膽固醇血癥患者更好地控制血脂。
圖2 HeTaCe可選擇性地從血漿或全血中吸附低密度脂蛋白；不同HeTaCe對(duì)低密度脂蛋白的吸附結(jié)果（a：HeTaCe靜態(tài)吸附LDL的清除率；b：HeTaCe靜態(tài)吸附LDL的吸附容量；c：模擬血液灌流柱模型的數(shù)字照片；d：He10Ta1Ce在全血中動(dòng)態(tài)吸附LDL時(shí)LDL及HDL濃度變化曲線）
專家點(diǎn)評(píng)
陳玉成教授：蘇白海教授團(tuán)隊(duì)圍繞如何有效、簡單、安全地降低低密度脂蛋白濃度，對(duì)低密度脂蛋白吸附器HeTaCe進(jìn)行深入研究。該研究發(fā)現(xiàn)基于自抗凝特性的HeTaCe的血液凈化系統(tǒng)可以降低低密度脂蛋白和減少抗凝劑使用，有助于降低血液凈化出血風(fēng)險(xiǎn)，有望提高頑固性高膽固醇血癥患者血脂控制率。本文充分詮釋了臨床需求是醫(yī)學(xué)科學(xué)研究問題的重要源泉，作為臨床醫(yī)生，需要從臨床實(shí)踐中提煉科學(xué)問題，并依托多學(xué)科協(xié)作，設(shè)計(jì)解決問題的創(chuàng)新方法。本研究是醫(yī)工結(jié)合開發(fā)新型醫(yī)用材料并回到臨床驗(yàn)證的代表性模式，不僅具有重要的臨床意義，同時(shí)本文所體現(xiàn)的創(chuàng)新研究模式值得學(xué)習(xí)及推廣。
陳玉成，主任醫(yī)師/教授，醫(yī)學(xué)博士，大內(nèi)科副主任，四川大學(xué)華西醫(yī)院心內(nèi)科教授/主任醫(yī)師，博士生導(dǎo)師，四川省學(xué)術(shù)技術(shù)帶頭人，四川省衛(wèi)計(jì)委學(xué)術(shù)技術(shù)帶頭人，美國心臟病學(xué)會(huì)專家會(huì)員（FACC），美國心臟磁共振協(xié)會(huì)會(huì)員（FSMCR）。2001年畢業(yè)于四川大學(xué)華西臨床醫(yī)學(xué)院七年制專業(yè)，獲臨床醫(yī)學(xué)碩士學(xué)位，2009年獲四川大學(xué)華西臨床醫(yī)學(xué)院心血管內(nèi)科博士學(xué)位。畢業(yè)后一直工作于四川大學(xué)華西醫(yī)院心內(nèi)科，現(xiàn)任博士生導(dǎo)師，共培養(yǎng)博士生5 名，碩士生12 名。于2010年10月~2011年10月受國家留學(xué)基金委資助赴美國哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院Brigham and Women’s Hospital心血管科進(jìn)修心血管磁共振臨床診斷及研究。在心血管疾病磁共振影像診斷，結(jié)構(gòu)性心臟病介入診斷及治療，疑難及罕見心血管疾病診斷中具有豐富的臨床經(jīng)驗(yàn)。
作者投稿心得
本研究立足于血液凈化及生物醫(yī)學(xué)工程兩個(gè)交叉學(xué)科的不同背景，文章撰寫過程中主要從臨床問題引入研究設(shè)計(jì)思路，著重強(qiáng)調(diào)研究成果的臨床意義和不同臨床運(yùn)用場景，應(yīng)用恰當(dāng)方法系統(tǒng)地證實(shí)研究設(shè)想，并通過圖表生動(dòng)形象地向讀者展示重要研究結(jié)果。作為醫(yī)工結(jié)合交叉學(xué)科的產(chǎn)物，本文投稿時(shí)面臨了不同于往常的困難，如來自特定專業(yè)背景的審稿人可能無法完全理解論文中細(xì)節(jié)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，故我們?cè)谛藁馗寮r(shí)更加詳細(xì)直觀地介紹這些問題及其中內(nèi)在邏輯。
作者介紹
該論文的第一通訊作者為四川大學(xué)華西醫(yī)院腎臟內(nèi)科蘇白海教授。論文共同通訊作者為四川大學(xué)高分子科學(xué)與工程學(xué)院趙長生教授。蘇白海教授團(tuán)隊(duì)碩士生李育霈與博士生韓梅為文章的共同第一作者。
通信作者
蘇白海，四川大學(xué)華西臨床醫(yī)學(xué)院主任醫(yī)師/教授/博導(dǎo)，四川大學(xué)華西醫(yī)院腎臟科副主任，中國研究型醫(yī)院腎臟病分會(huì)全國委員，中國醫(yī)院協(xié)會(huì)血液凈化分會(huì)全國委員，四川省醫(yī)學(xué)會(huì)腎臟病專委會(huì)常委，四川省學(xué)術(shù)帶頭人后備人選，四川省衛(wèi)計(jì)委學(xué)術(shù)技術(shù)帶頭人。長期擔(dān)任臨床醫(yī)學(xué)導(dǎo)論教學(xué)工作，注重對(duì)學(xué)生醫(yī)學(xué)人文和從醫(yī)興趣的培養(yǎng)，利用自身成長經(jīng)歷、醫(yī)工結(jié)合實(shí)踐引導(dǎo)醫(yī)學(xué)生樹立科技創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)報(bào)國夢想。負(fù)責(zé)國家十三五重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等國家及省部級(jí)課題8項(xiàng)，參編著作6部，發(fā)表文章50余篇，獲國家發(fā)明專利2項(xiàng)，指導(dǎo)學(xué)生獲得2017年國家級(jí)“互聯(lián)網(wǎng)+”雙創(chuàng)比賽金獎(jiǎng)。獲得“四川大學(xué)青年骨干教師”、“學(xué)生心目中最喜愛教師”等多項(xiàng)榮譽(yù)。
第一作者
李育霈，四川大學(xué)華西臨床醫(yī)學(xué)院內(nèi)科學(xué)（腎臟）專業(yè)在讀碩士，主要研究方向?yàn)獒t(yī)用生物材料研發(fā)及評(píng)價(jià)，發(fā)表SCI論文7篇（第一作者1篇），在包括ASN Kidney Week 2018及ERA-EDTA 2019等國內(nèi)外學(xué)術(shù)會(huì)議以第一作者發(fā)表會(huì)議論文6篇。
團(tuán)隊(duì)簡介
蘇白海教授團(tuán)隊(duì)主要研究方向?yàn)獒t(yī)用血液凈化材料研發(fā)、急性腎損傷及慢性腎臟病-礦物質(zhì)骨代謝紊亂等相關(guān)領(lǐng)域的臨床及基礎(chǔ)研究，擁有從事前期生物材料設(shè)計(jì)與研發(fā)、中期動(dòng)物實(shí)驗(yàn)安全性與有效性驗(yàn)證及后期臨床試驗(yàn)評(píng)價(jià)的多領(lǐng)域跨學(xué)科全方位的研究人員（其中包括1名主治醫(yī)師及7名在讀博士碩士），現(xiàn)已參與并完成三個(gè)血液透析（灌流）器的轉(zhuǎn)化上市。團(tuán)隊(duì)旨在根據(jù)臨床對(duì)血液凈化方式變革的迫切需求，針對(duì)不同疾病具體實(shí)際研發(fā)并轉(zhuǎn)化新型血液凈化材料，致力于全球領(lǐng)先的穿戴式人工腎的研發(fā)，以期推動(dòng)全球范圍內(nèi)血液凈化材料創(chuàng)新及成果產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)化再上新臺(tái)階，通過科技創(chuàng)新造福人類健康事業(yè)。
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本文編輯：蔡羽嘉
本文排版：陳紅梅 張洪雪