納米藥物治療COVID-19：從多價疫苗到免疫靶向材料

新用戶8801moEm 2021-05-13

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病毒的高度異質(zhì)性是開發(fā)有效抗病毒藥物的主要挑戰(zhàn)之一。對于冠狀病毒而言，其高突變率可能會對病毒的檢測和藥物及疫苗的研發(fā)產(chǎn)生負面影響。

具有合適物理化學特性的生物工程納米材料，可用于定點特異性治療；用于檢測極低病毒濃度的高靈敏度納米傳感器，以及利用納米機器人進行機體實時保護，可為包括COVID-19在內(nèi)的各種疾病提供突破性的研究進展。

除了提高傳統(tǒng)的消殺程序，最先進的納米技術(shù)方法能夠加速冠狀病毒和相關(guān)生物標記物的檢測，或?qū)崿F(xiàn)藥物的靶向遞送。能夠與包括病毒在內(nèi)的多價病原體相互作用的納米材料，可能會成為病毒檢測和藥物遞送載體的候選材料。

除了使病毒滅活或破壞，能夠調(diào)節(jié)患者免疫反應(yīng)的功能化納米制劑能夠減輕炎癥反應(yīng)和開發(fā)成為有效的納米疫苗，對治療包括COVID-19在內(nèi)的流行性疾病鄰域具有重大意義。

為此，伊朗德黑蘭醫(yī)科大學的Parichehr Hassanzadeh教授以 “Nanotheranostics against COVID-19: From multivalent to immune-targeted materials”為題，在《Journalof Controlled Release》第328期上發(fā)表綜述文章。該文章總結(jié)了COVID-19浸染細胞的主要機制、目前主要的治療藥物和手段、以及納米技術(shù)在抗病毒感染治療中的積極作用。

刺突糖蛋白附著在宿主細胞受體上后，通常會發(fā)生蛋白酶裂解、刺突蛋白活化、病毒通過內(nèi)吞作用或病毒脂質(zhì)膜與細胞膜融合進入細胞、病毒脫衣等RNA轉(zhuǎn)錄和復制。血管緊張素轉(zhuǎn)換酶II (ACE-2)已被發(fā)現(xiàn)是一個主要的病毒靶點，促進宿主細胞對COVID-19的攝取，這引起了人們對設(shè)計以ACE -2為基礎(chǔ)的治療方法的興趣。

圖1. ACE2在COVID-19感染性疾病中的作用及潛在的治療策略

冠狀病毒從1960年分離至今，已經(jīng)能夠與人類長期共存，冠狀病毒以上皮細胞為目標，通過多種途徑傳播，通常情況下會引起發(fā)燒、咳嗽、呼吸道感染(如肺炎和支氣管炎)、輕度到嚴重的胃腸道癥狀，或其他不太嚴重的癥狀，包括腎、眼、腦和心臟在內(nèi)的器官受損也有報道。值得注意的是，冠狀病毒感染癥狀的發(fā)生可能是由于患者機體免疫反應(yīng)的激活，因此，需要控制炎癥反應(yīng)和過度活躍的宿主免疫系統(tǒng)。

抗COVID-19感染的治療策略及其潛在的局限性

抗體測試也存在一定的局限性，如蛋白質(zhì)(抗原)生產(chǎn)的技術(shù)問題、確定生產(chǎn)抗體的合適抗原以及出現(xiàn)假陽性或假陰性結(jié)果。對于變異性強的病毒，確定病毒蛋白的免疫原性結(jié)構(gòu)域，對獲得適當?shù)拿庖叻磻?yīng)具有重要意義。

通常單克隆抗體在抗原設(shè)計和抗病毒治療中發(fā)揮重要作用，但各種因素的限制可能會對單克隆抗體保護性表位的表征產(chǎn)生負面影響。值得注意的是，在設(shè)計安全有效的疫苗方面存在著各種具有挑戰(zhàn)性的問題，如致病因素的多樣性、病毒的高突變率以及與宿主相關(guān)的失敗，包括不適當?shù)拿庖叻磻?yīng)或免疫反應(yīng)預測的問題。

此外，針對目前提出的各種抗COVID -19藥物的研究，作者也在文中進行了詳細的總結(jié)。不論是針對COVID -19本身的抗病毒藥物，如法匹拉韋、巴瑞替尼，以及瑞德西韋，還是基于ACE2靶向以阻止病毒二次感染的藥物，都具有一定的局限性和副作用，并且，它們的有效性和安全性也需要更多的臨床樣本數(shù)據(jù)來驗證。

在本研究中，研究者舉例說明了組織工程技術(shù)在抗COVID-19治療中的優(yōu)勢，以及人工智能在新化合物的識別，以及預測其靶標、生物活性和相互作用中的優(yōu)勢。

在過去的幾十年里，納米技術(shù)的顯著進步提供了獨特的先進工具和方法，以獲得對病理生理學相關(guān)的各種疾病更深入的認識，包括針對病毒，設(shè)計更有效的治療平臺。由于納米載體具有適當?shù)奈锢砘瘜W性質(zhì)，可促進其穿透細胞膜，提高被包載治療藥物的生物利用度，并降低耐藥性和副作用，因此可能成為抗病毒藥物合適的載體。