Nature子刊：具有殺病毒抑制機制的廣譜無毒抗病毒納米顆粒

【引言】

傳染性疾病占全球死亡率的20％，而病毒又占這些死亡人數的三分之一。下呼吸道感染和人類免疫缺陷病毒（HIV）是世界范圍內十種最常見的死亡原因之一，新出現的病毒（例如埃博拉病毒）的死亡人數正在逐年增加。可用的抗病毒藥物是針對有限的人類病原體的病毒特異性和活性的。廣譜物質可以通過模擬硫酸乙酰肝素蛋白多糖（HSPG）這一病毒連接配體（VALs）靶位來阻止病毒與細胞相互作用。可逆的結合機制阻止了它們作為藥物的使用，因為稀釋后，抑制作用喪失了。已知的VALs由緊密包裝的重復單元制成，但是上述物質僅能結合其中的幾種。

【成果簡介】

近日，洛桑聯邦理工學院Francesco Stellacci（通訊作者）團隊設計了模仿HSPG的抗病毒納米顆粒，病毒與VAL重復單元的結合最終產生使病毒不可逆變形的力（?190pN）。病毒檢測，電子顯微鏡圖像和分子動力學模擬都證明了所提出的機制。這些顆粒不具有細胞毒性，并且體外納摩爾不可逆活性可以對抗單純皰疹病毒（HSV），人乳頭瘤病毒，呼吸道合胞病毒（RSV），登革熱和慢病毒。相關成果以題為“Broad-spectrum non-toxic antiviral nanoparticles with a virucidal inhibition mechanism”發表在了Nature Materials上。

【圖文導讀】

圖1 MUS：OT-NPs的抗病毒活性

a）MUS：OT-NPs與MES-NPs相比的抗病毒活性

b）肝素，MES-NP和MUS：OT-NPs病毒感染性曲線和抗病毒測定

c）針對HPV-16，RSV，LV-VSV-G（顯示為LV）和DENV-2病毒的MUS包覆的NPs的抗病毒活性

d）MUS：OT-NPs對HSV-2的病毒感染性對時間（分鐘）的抑制

圖2 HSV-2及其與MUS：OT-NPs的關聯

a-c）使用干燥陰性染色的TEM（a）或未染色的低溫-TEM（b，c）

d）與HSV-2有關的NPs（MES或MUS：OT）的百分比和分布

圖3 分子動力學模擬

a）磺化MUS的頂視圖：OT-NP（2.4nm核心）

b）示意圖說明了MUS型NPs與HSPG結合殘基的強多位點結合能夠引起不可逆的改變

【小結】

相信該研究介紹的方法有機會衍生醫學相關的抗病毒藥物來對抗病毒感染。該工作發現的結果顯示出優于HSV-2和LS-VSV-G的殺病毒活性，而對HPV和RSV的活性雖然顯著，但還應該繼續改善。總體而言，這里提出的策略是在全球許多病毒感染的治療方面邁出的第一步。確定這一發現的預防或治療用途是否合適需要進一步深入的體內實驗。

文獻鏈接：Broad-spectrum non-toxic antiviral nanoparticles with a virucidal inhibition mechanism（Nat. Mater., 2017, DOI:10.1038/nmat5053）

文由材料人生物材料組Allen供稿，材料牛整理編輯。

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