本科生科技創(chuàng)新 | 安農(nóng)團(tuán)隊(duì)為動(dòng)物治療急性胰腺炎帶來新曙“光”

在動(dòng)物體內(nèi)的上腹部深處、胃的后下方“隱居”著一個(gè)不顯眼的器官，就是胰腺。胰腺每天會(huì)分泌750-1500 ml 的胰液，動(dòng)物攝入的蛋白質(zhì)、脂肪和微量元素，需要通過胰液的分解，最后被腸道消化和吸收。所以，一旦胰液排放受到阻礙，造成胰液排泄不通暢，便會(huì)引發(fā)急性胰腺炎。急性胰腺炎是指胰酶在胰腺內(nèi)被激活后引起胰腺組織自身消化、水腫、出血甚至壞死的炎癥反應(yīng)，是動(dòng)物病癥中最常見的急腹癥。重癥胰腺炎則會(huì)引發(fā)呼吸衰竭、腎衰竭等并發(fā)癥，對(duì)動(dòng)物來說是一種致命的炎癥。2023年3月14日，大熊貓“寶新”就因患重癥急性胰腺炎搶救無效離世，不足2歲。

圖1 熊貓“寶新”照片

急性胰腺炎是動(dòng)物（如犬貓）的一種常見疾病，同時(shí)胰腺作為動(dòng)物體內(nèi)第二大消化腺，是產(chǎn)生胰島素和消化酶的重要器官[1]。傳統(tǒng)急性胰腺炎的治療包括病因治療、非手術(shù)治療和手術(shù)治療。其中以非手術(shù)治療為主，主要包括一般治療和藥物治療，手術(shù)治療治愈率不高且后續(xù)并發(fā)癥較多，同時(shí)代價(jià)較大。一般的病因治療方法包括禁食、使用生長(zhǎng)抑素及其類似物、胃腸減壓、吸氧、保持腸內(nèi)營(yíng)養(yǎng)，腸外營(yíng)養(yǎng)等[2]。而藥物治療主要是應(yīng)用一些抗炎的藥物幫助進(jìn)行調(diào)理，但長(zhǎng)時(shí)間用藥也會(huì)對(duì)肝腎功能和胃黏膜造成一定的損傷。近二十年間，隨著多學(xué)科的交叉發(fā)展，納米生物醫(yī)學(xué)在臨床當(dāng)中的應(yīng)用越來越廣泛。光治療作為新興的技術(shù)之一，已成為科學(xué)家關(guān)注和研究的重點(diǎn)，在癌癥治療領(lǐng)域研究廣泛，主要包括光動(dòng)力療法和光熱療法[3]。

圖2 納米材料在光治療中的研究進(jìn)展

那么動(dòng)物得了急性胰腺炎該怎么辦呢？為此，安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)的一支本科生團(tuán)隊(duì)近期研發(fā)出一種普適性強(qiáng)、安全性高的Au@MoS2 復(fù)合納米材料并結(jié)合光治療方法，用以改善動(dòng)物的急性胰腺炎。

MoS2 具有優(yōu)異的光學(xué)吸收性能，Au 納米材料則是應(yīng)用最廣泛的高效光熱試劑之一。將二者復(fù)合，并采用親水性 PEG 高分子修飾該復(fù)合納米材料，可以提高生物相容性。光動(dòng)力與光熱作用協(xié)同進(jìn)行，能夠起到更好的治療效果。

圖3 復(fù)合納米材料制備實(shí)驗(yàn)中

MoS2 半導(dǎo)體經(jīng)光照后，在價(jià)帶的電子會(huì)吸收光子躍遷到導(dǎo)帶，在導(dǎo)帶的光生電子和在價(jià)帶的光生空穴會(huì)分別與氧氣和水生成超氧陰離子自由基和羥基自由基等活性物種，從而治療動(dòng)物的急性胰腺炎。

圖4 核心技術(shù)治療原理

參考文獻(xiàn)：

[1] Harris JP, DVM; Parnell NK, DVM, DACVIM; Griffith EH, PhD and Saker KE, MS, DVM, PhD, DACVN. Retrospective evaluation of the impact of early enteral nutrition on clinical outcomes in dogs with pancreatitis: 34 cases (2010–2013) J. Vet. Emerg. Crit. Care. 2017; 00(0): 1–9.

[2] Banks PA, Bollen TL, Dervenis C, Gooszen HG, Johnson CD, Sarr MG, Tsiotos GG, Vege SS. Classification of acute pancreatitis-2012: revision of the Atlanta classification and definitions by international consensus. Gut. 2013, 62(1): 102-111.

[3] Nunnari J, Suomalainen A. Mitochondria: In sickness and in health. Cell. 2012, 148(6):

（王文佳 胡紫嫣 陸玥）