除了提高傳統(tǒng)的消殺程序，最先進(jìn)的納米技術(shù)方法能夠加速冠狀病毒和相關(guān)生物標(biāo)記物的檢測(cè)，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(jià)病原體相互作用的納米材料，可能會(huì)成為病毒檢測(cè)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(duì)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(xué)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(xì)胞的主要機(jī)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(xì)胞受體上后，通常會(huì)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(xì)胞膜融合進(jìn)入細(xì)胞、病毒脫衣等RNA轉(zhuǎn)錄和復(fù)制。血管緊張素轉(zhuǎn)換酶II (ACE-2)已被發(fā)現(xiàn)是一個(gè)主要的病毒靶點(diǎn)，促進(jìn)宿主細(xì)胞對(duì)COVID-19的攝取，這引起了人們對(duì)設(shè)計(jì)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(xì)胞為目標(biāo)，通過多種途徑傳播，通常情況下會(huì)引起發(fā)燒、咳嗽、呼吸道感染(如肺炎和支氣管炎)、輕度到嚴(yán)重的胃腸道癥狀，或其他不太嚴(yán)重的癥狀，包括腎、眼、腦和心臟在內(nèi)的器官受損也有報(bào)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(jī)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)。

抗體測(cè)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(duì)于變異性強(qiáng)的病毒，確定病毒蛋白的免疫原性結(jié)構(gòu)域，對(duì)獲得適當(dāng)?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(jì)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(huì)對(duì)單克隆抗體保護(hù)性表位的表征產(chǎn)生負(fù)面影響。值得注意的是，在設(shè)計(jì)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(dāng)?shù)拿庖叻磻?yīng)或免疫反應(yīng)預(yù)測(cè)的問題。

此外，針對(duì)目前提出的各種抗COVID -19藥物的研究，作者也在文中進(jìn)行了詳細(xì)的總結(jié)。不論是針對(duì)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(yàn)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(shì)，以及人工智能在新化合物的識(shí)別，以及預(yù)測(cè)其靶標(biāo)、生物活性和相互作用中的優(yōu)勢(shì)。

在過去的幾十年里，納米技術(shù)的顯著進(jìn)步提供了獨(dú)特的先進(jìn)工具和方法，以獲得對(duì)病理生理學(xué)相關(guān)的各種疾病更深入的認(rèn)識(shí)，包括針對(duì)病毒，設(shè)計(jì)更有效的治療平臺(tái)。由于納米載體具有適當(dāng)?shù)奈锢砘瘜W(xué)性質(zhì)，可促進(jìn)其穿透細(xì)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。

圖2. 基于納米技術(shù)疫苗的發(fā)展。A. 基于計(jì)算機(jī)技術(shù)設(shè)計(jì)的各種納米粒的粒徑；B. 納米疫苗的各種組分

作者在文中詳細(xì)列舉了各種納米材料及納米制劑，如：聚合物、銀、脂質(zhì)材料、樹狀大分子、納米顆粒、脂質(zhì)體制劑或納米乳狀液等，現(xiàn)已被開發(fā)用來治療病毒感染。作者指出，能夠與多價(jià)病原體（包括最近的大流行病毒）相互作用的納米材料，被認(rèn)為可能具有抵抗病毒感染的潛力。

此外，作者提出：若要對(duì)COVID-19進(jìn)行有效的管理和治療，必須要進(jìn)行可靠的基礎(chǔ)研究和臨床研究。即使在開發(fā)出了針對(duì)病毒感染的抑制劑或者對(duì)疾病防治的藥物后，仍應(yīng)對(duì)它們進(jìn)行長期的安全性、有效性和免疫原性的評(píng)估。

高性能的多尺度建模和模擬方法，提供了對(duì)于生物分子間相互作用和疾病病理機(jī)制更深入的認(rèn)識(shí)，此外，對(duì)納米醫(yī)學(xué)上的可預(yù)測(cè)性和決定性影響將不斷增加，這可能對(duì)開發(fā)更有效的治療藥物或改善疾病進(jìn)展具有積極的影響。