細胞膜納米囊泡,緩解新冠肺炎的新療法

2021-01-13 澎湃新聞
細胞膜納米囊泡，緩解新冠肺炎的新療法

2020-10-16 11:39 來源：澎湃新聞·澎湃號·湃客

由新冠病毒SARS-CoV-2引起的COVID-19新冠肺炎大流行，給人類的醫療、經濟、生活帶來了巨大的負面影響。如何快速應對正在發生的COVID-19新冠肺炎以及潛在的新發流行疾病，意義重大也極具挑戰性。

前期研究表明，新冠病毒SARS-CoV-2依賴於人類血管緊張素轉換酶II（ACE2）進入宿主細胞。為了應對病毒的進入與感染，宿主免疫系統會上調炎症細胞因子，以此來清除入侵的病毒，同時促進組織的修復。然而，機體持續維持過高的炎症細胞因子水平（被稱為 「細胞因子風暴」），可能會導致系統性的免疫功能障礙。因此，除了疫苗研發之外，阻斷病毒進入和抑制「細胞因子風暴」也是COVID-19研究方向的重點。

包括瑞德西韋在內的多種抗病毒藥物正在積極地開展臨床試驗，早期幹預新冠病毒SARS-CoV-2感染也顯示了令人鼓舞的效果。然而，針對重症感染的候選藥物非常少。一些臨床前和臨床研究報導，針對白介素-6（IL-6）和粒細胞-巨噬細胞集落刺激因子（GM-CSF）的單克隆抗體可能可以抑制新冠病毒SARS-CoV-2引起的「細胞因子風暴」。然而，由於細胞因子種類的多樣性以及細胞因子之間相互作用的複雜性，系統地控制細胞因子風暴仍然極具挑戰。

近日， 美國國立衛生研究院陳小元教授和復旦大學姜世勃、謝幼華、陸路教授團隊聯合在PNAS上發表了題為：Decoy nanoparticles protect against COVID-19 by concurrently adsorbing viruses and inflammatory cytokines 的研究論文。

這項研究首次使用基因工程化的細胞膜納米囊泡，充當「誘餌」與宿主細胞競爭，能夠同時吸附病毒與炎症細胞因子，從而有效保護宿主細胞免受COVID-19新冠肺炎感染。

為了構建納米「誘餌」，研究團隊首先在293T細胞上基因轉染高表達ACE2受體， 然後從工程化的293T/ACE2與THP-1細胞中分離獲得細胞膜納米囊泡，最後將異種的納米囊泡進行雜化處理得到納米「誘餌」。

該納米「誘餌」繼承了源細胞表面豐富的ACE2和細胞因子受體，能夠同時中和病毒和炎症細胞因子，從而有效幹預COVID-19新冠肺炎感染。

在細胞層面，研究團隊驗證了納米「誘餌」能夠與宿主細胞競爭，有效地吸附並抑制多種假病毒對宿主細胞的感染。進一步，基於SARS-CoV-2新冠活毒，研究團隊發現納米「誘餌」可以顯著減少病毒顆粒、降低病毒RNA水平、抑制病毒感染。

基於急性肺炎小動物模型，研究者進一步驗證了納米「誘餌」能夠有效吸附多種細胞因子，有效降低肺部灌洗液中的炎性IL-6與GM-CSF水平。通過鼻內吸入納米「誘餌」，小鼠肺部的急性炎症得到了很好的緩解。

該研究展示了一種新型納米技術用於緩解COVID-19新冠肺炎引起的免疫紊亂，為COVID-19新冠肺炎治療提供了一種新的研究思路。

美國國立衛生研究院的陳小元教授和復旦大學姜世勃、謝幼華、陸路教授是本文的共同通訊作者，美國國立衛生研究院博士後饒浪、復旦大學博士後夏帥、青年副研究員徐巍是論文共同第一作者。

論文連結：

https://www.pnas.org/content/early/2020/10/05/2014352117

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