SciAdv|該校團隊開發新型水凝膠，為腦出血術后再出血提供治療干預

腦出血手術后再出血與高死亡率密切相關，但目前尚無有效的臨床治療方法。

2024 年 8 月 14 日，鄭州大學史進進、張振中、張開翔及劉軍杰共同通訊在 Science Advances 在線發表題為 ”In situ implantable DNA hydrogel for diagnosis and therapy of postoperative rehemorrhage following intracerebral hemorrhage surgery“ 的研究論文，該研究開發了一種血紅蛋白( Hb )響應的原位可植入DNA水凝膠，該水凝膠由Hb適配體與兩條互補鏈交聯并包裹甲磺酸去鐵胺( DFO )組成。

在功能上，水凝膠通過捕獲Hb在術后再出血時產生信號，顯示出獨特的“自我診斷”能力。此外，Hb的持續捕獲介導了水凝膠的逐漸解體，從而實現了DFO的按需釋放，而不影響生理上的鐵依賴功能。這一過程通過抑制神經細胞的鐵死亡來實現自我治療。在膠原酶和自體血注射模型誘導的模擬術后再出血模型中，水凝膠表現出5.58倍的鐵吸收效率的增加，顯著減小血腫大小(從8.674到4.768立方毫米)。這種新型的Hb響應性DNA水凝膠不僅為術后再出血提供了治療干預，而且還提供了自我診斷反饋，在提高臨床結果方面具有顯著的前景。

腦出血(ICH)是一種嚴重的醫學狀況，其特征是突然和自發的血液滲漏到腦實質。它是中風的第二大常見亞型，由于其異常高的死亡率和發病率而引起了極大的關注。包括血腫清除在內的手術干預措施在腦出血的臨床治療中常用，有可能預防疝出，減輕血腫對周圍組織的病理生理影響，從而及時挽救生命。然而，由于手術創傷、部位感染或主要血管危險因素引起的術后再出血的風險仍然普遍存在(約21.5%)。此外，盡管有減少腫塊效應、改善顱內壓、增強腦灌注的好處，但手術的浸潤性往往會留下殘留產物，影響患者預后，嚴重者可能導致再出血。

再出血的發生可能不容易發現，特別是當患者在初次手術后意識尚未完全恢復時，導致錯過搶救機會和隨之而來的致命后果，死亡率高達42.6%至83.3%。此外，再出血后進行第二次開顱手術的機會非常渺茫，這可能會給患者帶來更大的痛苦。因此，及時治療術后再出血勢在必行。最近的研究表明，鐵死亡是一種鐵依賴的細胞死亡途徑，是引起出血后神經損傷的主要因素。鐵螯合劑，如甲磺酸去鐵胺( DFO )和米諾環素，通過螯合多余的鐵，從而防止氧化應激和減輕細胞損傷，在治療ICH方面顯示出治療優勢。這種有針對性的干預有望在腦出血治療的背景下恢復細胞穩態和改善結果。

在此，作者設計了一種血紅蛋白( Hb )響應的原位植入式DNA水凝膠，精確地針對ICH的特定病理細微差別。通過與兩條互補鏈交聯的Hb適配體結合并包裹DFO，該水凝膠表現出最佳的可注射性和生物相容性，使其能夠在臨床血腫抽吸后通過局部注射填充不規則的空隙。在功能上，該水凝膠通過熒光共振能量轉移在術后再出血時響應Hb后產生信號，顯示出獨特的"自我診斷"能力。

原位植入式DNA水凝膠用于ICH術后再出血的診斷和治療（圖源自Science Advances）

此外，Hb的持續捕獲介導了水凝膠的逐漸解體，從而實現了DFO的按需釋放，而不影響生理上的鐵依賴功能。這一過程通過抑制神經細胞的鐵死亡來實現自我治療。其感知和響應病理線索的能力確保了再出血微環境中藥物的精確釋放，與病理環境無縫對接，以改善術后恢復。這種創新的Hb響應性水凝膠不僅為術后再出血提供了有效的治療干預，而且還提供了寶貴的自我診斷反饋，有望提高臨床結果，為優化ICH領域的術后結果提供了希望的燈塔。

參考消息：

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.ado3919