可吸入“SHIELD”保护肺部免受COVID-19和流感病毒的侵害
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研究人员开发了一种可吸入的粉末，可以通过加强人体自身的粘膜层来保护肺部和呼吸道免受病毒入侵。这种粉末被称为增强肺防御的球形水凝胶吸入剂(SHIELD)，可以在24小时内减少小鼠和非人灵长类动物模型的感染，并且可以反复服用而不影响正常的肺功能。
“这项工作背后的想法很简单——病毒必须穿透粘液才能到达并感染细胞，所以我们创造了一种可吸入的生物粘合剂，它与你自己的粘液结合，以防止病毒进入你的肺细胞，”描述这项工作的论文通讯作者Ke Cheng说。“粘液是人体天然的水凝胶屏障;我们只是在加强这一屏障。”
程是北卡罗莱纳州立大学兽医学院再生医学的Randall B. Terry, Jr.特聘教授，也是北卡罗莱纳州/北卡罗来纳大学教堂山分校生物医学工程系的教授。
所述可吸入粉末微粒由明胶和接枝无毒酯的聚(丙烯酸)组成。当进入潮湿的环境(如呼吸道和肺部)时，微粒会膨胀并粘附在粘膜层上，增加粘液的“粘性”。
吸入后的前8小时内药效最强。SHIELD可在48小时内进行生物降解，并完全从体内清除。
在小鼠模型中，SHIELD在吸入4小时后阻断SARS-CoV-2假病毒颗粒的效率为75%，24小时后降至18%。研究人员在对肺炎和H1N1病毒进行测试时发现了类似的结果。
在原始SARS-CoV-2变种和Delta SARS-CoV-2变种的非人灵长类动物模型中，经shield治疗的受试者的病毒载量降低了50 - 300倍，并且没有出现灵长类动物中通常与感染相关的症状，如肺部炎症或纤维化。由于灵长类动物不表现出与人类相同的感染症状，病毒载量是用于确定暴露的标准标记。
研究人员还观察了体外和体内的潜在毒性:95%暴露于高浓度(10 mg ml-1) SHIELD的细胞培养物保持健康，每天给予两周的小鼠保持正常的肺和呼吸功能。
Cheng说:“SHIELD比其他物理屏障或杀毒化学物质更容易使用，也更安全。”“它就像一个‘隐形面具’，适用于那些难以面具的人，例如在剧烈运动、饮食或密切社交时。”人们也可以在物理掩蔽的基础上使用SHIELD来获得更好的保护。
“但SHIELD的美妙之处在于，它不一定仅限于预防COVID-19或流感。我们正在研究它是否也可以用来防止过敏原甚至空气污染等任何可能伤害肺部的东西。”
这项研究发表在自然材料并得到了国立卫生研究院、美国心脏协会的支持，以及北卡罗莱纳州教务长办公室的特别资助。研究人员已经申请了专利，并正在争取FDA批准其用于人体。
皮克-
编辑须知:摘要如下。
“一种吸入性生物粘合剂水凝胶，可保护非人类灵长类动物免受SARS-CoV-2感染”
DOI:10.1038 / s41563 - 023 - 01475 - 7
作者:梅璇，李俊朗，王真真，朱大帅，黄珂，胡士奇，Kristen D. Popowski，程柯，北卡罗来纳州立大学
发表:2023年2月9日自然材料
文摘:
快速传播的SARS-CoV-2突变变体激增，突出表明需要快速、广谱策略来对抗病毒感染。在这项工作中，我们报道了一种基于可吸入生物粘合剂水凝胶的对抗SARS-CoV-2感染的物理屏障，称为增强肺防御球形水凝胶吸入(SHIELD)。SHIELD颗粒通过干粉吸入器方便地输送，形成密集的水凝胶网络，覆盖气道，增强扩散屏障性能，限制病毒渗透。SHIELD的保护作用首次在小鼠身上证明，它可以对抗两种具有不同突变刺突蛋白的SARS-CoV-2伪病毒。引人注目的是，在非洲绿猴中，一次SHIELD吸入可提供长达8小时的保护，有效地减少感染
SARS-CoV-2 WA1和B.1.617.2 (Delta)变体。值得注意的是，SHIELD是用食品级材料制成的，不会影响正常的呼吸功能。这种方法可以为人们抵御SARS-CoV-2和其他呼吸道病原体提供额外的保护。
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