一箭三雕:治疗多种慢性疾病新突破

30-05-2023
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「超柔软水凝胶」的质地像液体,却有固体的抗渗漏功能,比传统眼药水能更有效治疗干眼症。

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科大凭19个研究项目参加第四十八届日内瓦国际发明展,勇夺总共20个奖项。

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由周迎教授领导的先进高份子研究,可应用于慢性疾病,项目荣获评审团嘉许金奖。

        当我们踏入晚年,往往会视力衰退,行动日渐不便。干眼症、老年性黄斑病变及骨关节炎等慢性疾病每每困扰长者,严重影响老年人的生活质素。

        可幸的是,由香港科技大学(科大)化学及生物工程学系周迎教授所率领的一群研究人员,通过其突破性的发现,为长者健康生活带来新希望。周教授和她的昔日博士研究生余渝博士共同成立了一间初创公司,联同周教授的研究团队开发出一种可以根据特定物料订制药物的新技术,用於治疗上述三种常见的老年慢性病,甚至可以应用於其他多种疾病。周教授团队的崭新研究成果刚於早前举行的第四十八届日内瓦国际发明展上荣获评审团嘉许金奖

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由周迎教授(左二)领导的两支研究团队,均在第四十八届日内瓦国际发明展中获奖。 其中余渝博士(右一)参与的先进高份子研究项目能应用于慢性疾病,而曾靖婷博士(左一)和刘知明(右二)博士的团队则正在开发一种多功能人造细胞。 

 

有如液体般的固体眼药水

        研究团队的其中一项发明是一种超柔软的水凝胶,可用作治疗干眼症,因为它克服了传统眼药水的限制,故其效用比传统眼药水更持久。

        干眼症病人一般会使用眼药水作治疗,但由於人类眼睛有一种自我保护机制,会把眼球表面的尘埃快速清除,并把外来液体排走,因此,一般眼药水只能在眼表停留数分钟,未能有效发挥药性。患者在使用眼药水后,往往不久就再次感到眼睛灼痛、瘙痒或视力模糊。在严重的个案中,干眼症更可能会导致眼部持续痛楚,甚至视力受损。
 

这次研究取得突破的关键,是我们跳出了传统思维。

        为了解决这个难题,周教授的团队以一种超柔软的水凝胶制成一种独特的眼药水,它可於眼表停留五小时以上,比传统眼药水提供更持久的疗效。

        周教授在她的手背上滴了一滴水凝胶眼药水并且涂开,以展示它的质感。她解释说:「这其实是一种固体物料。一般来说,把固体物质滴进眼睛会让眼睛不舒服,但正如你所见到,水凝胶眼药水看似液体,感觉也像液体。」

        余博士进一步介绍这种新技术:「要把液体变稠,研究人员通常会增加聚合物的含量。这次研究取得突破的关键,是我们跳出了传统思维,采取了完全相反的方法,研制出一种非常柔软的固体。」

「砌积木」创造奇迹

        这款新药得以诞生,有赖于聚合物技术,以这种技术所研制的高分子药物,近年爲慢性疾病管理提供了一种崭新模式。聚合物由高分子组成,而高分子则是由单体重复排列而成。通过调整单体的组合方式,或者聚合物之间的连接状态,科研人员可以改变聚合物的特性,以切合不同用途。

        周教授解释道:「这种技术的原理就好像砌积木,你可以使用不同颜色、形状、大小和长度的积木,堆出城堡、飞机,或者其他你想要的模型。」
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从科大毕业的余渝博士(左)与他的老师周迎教授(右)共同创办了一家初创企业,希望把研究成果带到应用层面。 ​​​​​

       

        周教授在科大负责领导药物传输及生物材料实验室,她与余博士共同创立的公司「科凝生物制药」,正在同步研制其他两种可注射的水凝胶,其中一款用以治疗困扰长者的眼疾,包括老年性黄斑病变,另一款则针对骨关节炎。两种产品均可减少患者接受药物注射的次数,并提升疗效。

        余博士是科大生物工程学2014年的博士毕业生,现为科凝生物制药行政总裁。他表示:「我们研制了水凝胶眼药水和两种可注射水凝胶,这三款产品背后的原理都很相似,但就通过不同的组合调整分子结构,以改变其药性及递送机制,治疗不同的疾病。」

一次偶遇,成就新发现

        周教授与余博士早於大约10年前已开始探索聚合物在药用方面的潜力,当时余仍是一名博士生,他在周教授指导下,跟其他研究人员一起着手研制治疗眼疾的可注射水凝胶,从此踏上聚合物科研之路。团队的构思於2015年赢得「科大百万奖金创业大赛」季军,师生二人随后更在2017年共同成立了科凝生物制药。

        团队在研制超柔软水凝胶眼药水时,初步实验获得正面结果。其后研究人员再在小动物包括白老鼠及兔子身上进行测试,证实了这款产品具有疗效,令他们感到鼓舞。可是此时团队却遇上新的挑战,就是难以找到一些患有类似人类干眼症的动物进行临床试验。

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余渝博士(左)提交他的本科毕业习作时与他的老师周迎教授(右)合照,摄于2008年。

 

       机缘巧合之下,团队通过科大知识转移办公室一位同事的介绍,难得地认识了大中华区少数眼科专科兽医的其中一人。

         周教授说:「在与这位眼科兽医交流后,我们发现原来干眼症在狗只身上也很常见,而且病况也跟人类十分相似。许多狗主也是费尽心思为其爱犬治疗,但都是成效不彰。」

        在这位兽医专家的转介下,团队找到一批患有干眼症的犬只,并对它们进行了一个月的临床测试,结果水凝胶眼药水的疗效使团队喜出望外。

视野无界    造福全球

        除了在实验室埋首研究工作,周教授还关注全球的健康议题。她身体力行,运用自己的医疗科技专业知识,协助贫困社区解决问题。从她创立和领导的「视野无界」( SIGHT )计划,是一个以学生爲本的跨学科平台,通过各种项目,例如组织学习团到发展中国家开展义务工作,让同学们发挥创意,把学到的知识转化成为切实可行的医疗方案,通过实践和服务去学习。

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科大药物传输及生物材料实验室

 

        展望未来,周教授希望她在聚合物和高分子方面研究,可以转化成各种低成本、高效用的治疗方案,帮助更多眼疾患者。

        她说:「即使许多可致盲疾病已经有药可医,但这些治疗对于穷困地区的病人来说仍然是遥不可及,因为发展中地区往往缺乏医疗人员和相关基建。」

        「聚合物技术正好可以满足发展中地区的需要。毕竟我们作为科学家,始终希望研究成果能够造福社会,为民众的健康出一份力。」

 

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