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2025-AGEs Robber 糖尿病足終結者

2025 CCU-Taiwan Wiki in iGEM

糖尿病足潰瘍:全球健康危機

據估計,全球每20秒就有一人因糖尿病足潰瘍(DFU)而失去下肢。這種毀滅性的併發症不僅威脅身體健康,也嚴重影響心理健康,常常導致憂鬱。

患者經常面臨長期住院、反覆感染、昂貴的治療費用以及持久的功能障礙,所有這些都嚴重降低了他們的生活品質。

每年約有1860萬人受糖尿病足潰瘍的影響,其中約一半患者會發生傷口感染。在感染患者中,高達20%的人需要截肢,而這些截肢患者中,高達70%的人可能在五年內死亡。

糖尿病足潰瘍帶來的負擔不僅限於個人:它給醫療保健系統和家庭都帶來了巨大的經濟壓力。

隨著全球糖尿病患者人數從 2024 年的 5.89 億增長到 2050 年的預計 8.53 億,患糖尿病足潰瘍風險的人數將繼續增加。

什麼是糖尿病足潰瘍 (DFU)?

糖尿病足潰瘍是糖尿病最嚴重、最致殘的併發症之一。流行病學研究表明,約三分之一的糖尿病患者一生中會發生糖尿病足潰瘍。

這些潰瘍的發生是由多種因素相互作用造成的,包括週邊神經病變、血管病變以及與長期高血糖相關的慢性代謝壓力。

這些因素共同作用,會損害皮膚完整性,降低保護性感覺,使足部更容易發生畸形,並導致慢性發炎狀態,阻礙正常的傷口修復。

為了有效應對糖尿病足潰瘍,我們的「AGEs ROBBER」計畫採用雙管齊下的策略:治療,重點在於現有傷口;預防,在潰瘍發生前針對高風險患者進行干預。

我們的最終目標是重新定義全球糖尿病足潰瘍管理標準,將其從延遲治療和截肢的惡性循環轉變為以早期介入、組織再生和持續健康為中心的未來模式。

透過這項雙支柱策略,我們旨在為當今的患者提供有效的治療,同時為未來的高風險族群提供保護。

現有治療的局限性

遺憾的是,目前針對糖尿病足潰瘍 (DFU) 的治療方法大多未能解決傷口癒合不良的生化根本原因。

抗菌敷料可以降低感染風險,但無法消除持續性發炎。吸收性敷料有助於控制滲出液,但提供的再生支持有限。

生長因子或膠原蛋白類產品可能加速癒合,但它們在傷口惡劣的環境中往往會迅速降解,導致傷口發炎持續存在,癒合緩慢。

此外,大多數治療方法使用不便,需要頻繁更換敷料,且無法整合多種治療功能,從而限制了其整體療效。

基於我們的研究和訪談得出的根本原因

透過我們的研究,我們發現晚期糖化終產物 (AGEs) 是導致糖尿病傷口癒合不良的主要罪魁禍首。

AGEs 是醣類透過梅納反應與蛋白質結合形成的有害分子。

在糖尿病患者中,長期高血糖會加速這個過程,導致晚期糖化終產物(AGEs)在組織和血管中過度累積。

這些分子與細胞表面的RAGE受體結合,觸發發炎級聯反應,特別是透過NF-κB(一種活化促發炎基因的轉錄因子)。

由此產生的發炎、氧化壓力和組織損傷的慢性循環會形成毒性傷口微環境,顯著減緩甚至阻礙癒合。

人體本身擁有一種天然防禦機制:可溶性RAGE(sRAGE),它作為一種「誘餌受體」可以中和AGEs並防止RAGE過度活化。

然而,在糖尿病足潰瘍(DFU)患者中,內源性sRAGE水平不足以對抗大量的AGEs累積。

這項發現引出了一個關鍵問題:如果我們能夠將高濃度的sRAGE直接輸送到傷口最需要的部位,效果會如何?

我們的治療方案

為了應對糖尿病足潰瘍 (DFU) 的生化和結構挑戰,我們開發了一種新型水凝膠貼片,可將工程化可溶性晚期糖化終產物受體 (sRAGE) 直接遞送至傷口部位。

該貼片旨在阻斷 AGE-RAGE 相互作用,從而減輕慢性發炎。其成分結合了膠原蛋白和殼聚醣:膠原蛋白提供支架以促進組織再生,而殼聚醣則吸收滲出液並降低感染風險。

此水凝膠採用模組化系統,利用 Npu DnaE 分裂內含子技術將 sRAGE 與纖維素結合域 (CBD) 連接,確保治療性蛋白在貼片上保持穩定,並可根據需要進行更換或升級。

這種多功能設計同時解決發炎、組織修復和感染控制問題,為複雜的糖尿病傷口提供了綜合解決方案。

預防:

從根源解決問題

治療固然重要,但積極預防同樣不可或缺。許多醣尿病患者患有神經病變和血液作用不良,這意味著輕微的損傷往往難以察覺,直到發展成嚴重的潰瘍。

我們的計畫包含一種非侵入式足部影像設備,可進行定期監測,使患者和臨床醫生都能及早發現微小損傷。該設備為患者提供即時訊息,幫助他們及時採取預防措施,從而降低潰瘍發展到晚期的可能性。

人文實踐與教育

除了技術介入之外,公共衛生參與是我們計畫的基石。透過與臨床醫生、患者和社區組織合作,我們致力於提高人們對糖尿病足潰瘍症狀、足部護理重要性以及實用預防措施的認識。

鼓勵積極主動的自我照護有助於降低全球糖尿病足潰瘍的發生率和嚴重程度。

結論

透過這種綜合方法,將治療創新與預防技術和公共衛生參與相結合,我們旨在為糖尿病足潰瘍患者提供的不僅是更好的康復效果,更是更光明、更健康的未來。

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