昨天英国传出消息，廉价且可广泛获得的类固醇地塞米松可显着降低插管和需要氧气的冠状病毒患者的死亡，继上个月发表的证据表明抗病毒药物瑞姆西韦缩短了恢复时间，寻找突破性药物或在批准一种可行的疫苗之前提高生存率的方法仍然是一种幻想。
此外，这种病毒可能已经发生突变（已经具有多种病毒株），因此寻找一种新方法将是理想的选择。
现在，加州大学圣地亚哥分校的研究人员开创了一种使用“纳米海绵”治疗感染的新途径，该技术可能有望对SARS-CoV-2（一种负责Covid-19的病毒）的患者进行治疗。
他们的目标是将纳米海绵（一种可生物降解的聚合物，涂有细胞膜，比人的头发的宽度小1000倍）用作诱饵，最终防止冠状病毒感染人类细胞然后繁殖。
他们的研究今天发表在《纳米快报》上。
与通过靶向并试图阻止病毒本身起作用的抗病毒药物相反，纳米海绵充当了屏蔽细胞的诱饵，因此病毒无法感染它们。病毒然后与纳米海绵结合，使其无效。
使用纳米海绵的基本原理
这就是它的工作方式：研究人员创造了微小的纳米海绵，它们是可生物降解的聚合物，并用模仿人类细胞的膜或覆盖物覆盖它们。这样，病毒甚至毒素将对与其表面结合感兴趣。与病毒感染人体内可以繁殖并传播的细胞相反，该病毒被诱骗感染了纳米海绵，后者随后无法繁殖，从而减少了病毒载量，因此传播了感染的机会。
张解释说，当前SARS-CoV-2研究的一个重要方面涉及阻止SARS-CoV-2刺突蛋白与两个关键受体相互作用的方法，该受体可使其附着，进入并感染人类细胞：ACE2和CD147。
“传统上，传染病药物开发人员会深入研究病原体的细节，以找到可药物治疗的目标。我们的方法是不同的。我们只需要知道目标细胞是什么。然后我们的目标是通过创造仿生诱饵来保护目标。”研究的主要作者张良芳博士说，他是加州大学圣地亚哥分校纳米工程系教授，化学工程计划主任。
在过去十年中一直从事纳米海绵研究的Zhang意识到，当冠状病毒大流行开始加速时，他的技术可能具有靶向SARS-CoV-2的潜力。
Zhang能够使用人肺细胞和特化的白细胞（称为巨噬细胞）的膜成功设计出两种类型的纳米海绵，每种膜都涂有ACE2和CD147受体并被SARS-CoV-2病毒感染。他们能够成功开发出带有病毒天然靶标（ACE2和CD147）的纳米诱饵，诱使SARS-CoV-2远离细胞培养中的正常细胞。
他们的结果很有希望：纳米海绵在细胞培养中被证明是非常有效的，可将病毒的感染力降低多达90％。这些结果是与波士顿大学国家新兴传染病实验室（NEIDL）合作使用活SARS-CoV-2病毒获得的。
此外，Zhang的方法使用覆盖有巨噬细胞膜的纳米海绵（涉及对COVID-19（或其他病毒感染）的炎症反应的关键白细胞）可能还可以结合“细胞因子风暴”中存在的炎症细胞因子。机体过度活跃或过度的免疫反应，可能致命。
“我们方法的另一个有趣的方面是，即使SARS-CoV-2发生突变，只要病毒仍然可以入侵我们正在模仿的细胞，我们的纳米海绵方法仍然可以工作。我不确定这在某些情况下是否可以说出来。目前正在开发的疫苗和治疗药物中，” Zhang补充说。
除此以外，Zhang希望纳米海绵可以对抗任何类型的病毒，尤其是新的冠状病毒或与此相关的任何病毒，这可能是另一种大流行的根源。
张预测，典型的治疗可能涉及“万亿块海绵的注入-数量巨大，但体积较小（约10 cc）”，但确切的剂量必须通过动物和人体试验确定。这将使肺部暴露出数万亿甚至更多的微小纳米海绵，这些海绵可能将病毒吸引或分散出健康细胞。张说，一旦病毒与纳米海绵结合，“它将失去生存能力，不再具有感染力，将被我们自己的免疫细胞吸收并消化。”
预防性使用纳米海绵的作用，甚至在暴露后作为治疗手段，对Zhang来说都具有吸引力。“我认为纳米海绵既可以预防性使用，也可以在SARS-Cov-2暴露后进行治疗。当患者感染SARS-CoV-2病毒后，只要病毒仍然存在于体内（如肺部），纳米海绵就可以结合并中和病毒并诱导临床诱导临床改善。”
张的团队已经在小鼠中进行了一些初步的安全性测试，但很快将进行动物模型的大规模试验。张说，在不久的将来也计划进行人体试验。
纳米海绵的应用
十多年前，Zhang's在他位于加州大学圣地亚哥分校的实验室中创建了第一个膜隐蔽的纳米颗粒。他和他的团队开发的最初的纳米海绵被红细胞膜的碎片覆盖，目的是治疗细菌性肺炎。现在，这些海绵已经完成了Cellics Therapeutics的临床前测试阶段，Cellics Therapeutics是Zhang共同创立的圣地亚哥创业公司。该公司目前正在使用红细胞（RBC）纳米海绵向FDA提交研究性新药（IND）申请，以治疗耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）肺炎的患者。根据新闻稿，Cellics估计他们将于明年开始治疗患者。
Zhang在圣地亚哥大学圣地亚哥分校的研究小组还证明，纳米海绵可以完成针对性地将药物递送到伤口部位，结合与脓毒症相关的细菌毒素以及在感染人类T细胞之前结合HIV病毒颗粒。
张解释说，纳米海绵的构造是基于相同的基本原理。它涉及涂覆在特定类型细胞膜上的，可生物降解的，经FDA批准的聚合物核心，因此它可能会伪装成红细胞，免疫T细胞或血小板细胞。涂层或掩盖物可防止免疫系统发现和攻击作为危险入侵者的颗粒。
张说：“我认为细胞膜碎片是有效成分。这是研究药物开发的另一种方式。” “对于COVID-19，我希望其他团队尽快提出安全有效的疗法和疫苗。与此同时，我们正在努力和计划，仿佛全世界都在指望我们。”
张认为，他目前对SARS-CoV-2研究的一个特别相关的方面是，“细胞纳米海绵可能与病毒突变和新的病毒种类无关”，这可能会改变我们对待致命病毒的方式。
