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》（Nature Communications）發(fā)布了一項重要研究成果，題為“Development of graphitic carbon nitride quantum dots-based oxygen self-sufficient platforms for enhanced corneal crosslinking”（原位自供氧g-C3N4 QDs平臺的研發(fā)及其提高角膜交聯(lián)效果的機制研究），詳細闡述了以石墨相氮化碳量子點（g-C3N4 QDs）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-C3N4 QDs在角膜交聯(lián)領(lǐng)域的應(yīng)用潛力，標志著該領(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。

在當前的治療手段中，角膜交聯(lián)術(shù)（Corneal Cross-linking，簡稱CXL）是國際公認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（Advanced Materials 2022），團隊又取得新突破，設(shè)計新型自供氧g-C3N4 QDs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。