研究：誘餌納米粒子可在新冠病毒進化過程中騙過病毒

誘餌納米粒子會模仿普通細胞，就像海綿一樣吸收病毒，會抑制它們感染身體的其他部分。

在一項新研究中，來自西北大學的合成生物學家著手闡明使誘餌納米粒子有效和抵抗病毒逃逸所需的設計規則。在設計和測試了各種迭代之后，研究人員確定了一套廣泛的誘餌--所有的誘餌都可以用不同的方法制造--對原始病毒和突變體都有難以置信的效果。

事實上，跟傳統的、基于蛋白質的抑制劑藥物相比，誘餌納米顆粒對自然發生的病毒變異體的抑制效果高達50倍。當對旨在抵抗此類治療的病毒突變體進行測試時，誘餌納米粒子在抑制感染方面的效果高達1500倍。

盡管還需要更多的研究和臨床評估，但研究人員相信，誘餌納米粒子輸液有朝一日有可能被用來治療嚴重或長期的病毒感染患者。

這項研究的論文最近發表在《Small》上。據了解，在這篇論文中，研究小組在細胞培養中對誘餌納米顆粒針對母體SARS-CoV-2病毒和五個變種（包括β、δ、δ-plus和λ）進行了測試。

該研究的共同第一作者、西北大學的Joshua Leonard表示：“我們發現，誘餌納米顆粒是所有這些不同病毒變種的有效抑制劑。即使是逃避其他藥物的變體也沒有逃避我們的誘餌納米顆粒?！?/p>

“在我們進行研究時，不同的變體不斷在世界各地出現，”西北大學的Neha Kamat，該研究的共同第一作者補充道，”我們不斷地測試我們的誘餌以對抗新的變體，它們則只是不斷地工作。這非常有效。”

據了解，Leonard是西北大學麥考密克工程學院的化學和生物工程副教授。Kamat是麥考密克學院生物醫學工程的助理教授。兩人都是西北大學合成生物學中心的主要成員。

病毒進化過程中遭遇的困難

隨著SARS-CoV-2病毒的變異而產生新的變種，一些治療方法在對抗不斷演變的病毒方面變得不那么有效。就在上個月，美國食品和藥物管理局暫停了幾種單克隆抗體治療方法。

但即使在治療失敗的情況下，新研究中的誘餌納米粒子也從未失去效力。Leonard指出，這是因為誘餌將SARS-CoV-2置于進化的巖石和硬地方之間。

SARS-CoV-2通過將其刺突蛋白跟人類血管緊張素轉換酶2(ACE2)受體結合來感染人類細胞。ACE2是細胞表面的一種蛋白質，這為病毒提供了一個入口。

為了設計誘餌納米顆粒，西北大學的團隊使用了從所有細胞類型中自然釋放的納米級顆粒。他們設計了產生這些顆粒的細胞從而使其過度表達ACE2的基因，這能讓顆粒表面出現許多ACE2受體。當病毒跟誘餌接觸時，它跟這些受體而不是與真正的細胞緊密結合，這使病毒無法感染細胞。

Leonard說道：“病毒要想進入細胞就必須跟ACE2受體結合。誘餌納米顆粒對SARS-CoV-2來說是一個進化上的挑戰。該病毒必須想出一種完全不同的方式進入細胞以避免使用ACE2受體的需要。沒有發現明顯的進化逃逸路線?！?/p>

未來的好處

除了對抗藥性病毒有效之外，誘餌納米顆粒還具有其他一些好處。由于它們是生物而非合成材料，所以納米粒子不太可能引起免疫反應。我們這回到，免疫反應會導致炎癥并可能干擾藥物的療效。此外，它們還表現出低毒性，這使得它們特別適合用于治療重病患者的持續或重復給藥。

當COVID-19大流行開始時，研究人員和臨床醫生在發現該病毒和開發治療該病毒的新藥物之間出現了令人不安的差距。對于下一次大流行，誘餌納米粒子可以在疫苗開發之前提供一種快速、有效的治療。

“誘餌策略是你可以嘗試的最直接的東西之一。只要你知道病毒使用的受體你就可以開始用這些受體構建誘餌粒子。我們有可能快速采用這樣的方法以在未來病毒大流行的關鍵早期階段減少嚴重疾病和死亡，”Leonard說道。