加州大學圣地亞哥分校的工程師顛覆了標準的病毒藥物靶向方法，開發(fā)出了一種有前途的新“納米海綿”方法，可防止艾滋病毒在體內(nèi)擴散：輔助T細胞的細胞膜包裹聚合物納米顆粒，并將之轉化成誘餌攔截病毒粒子，阻止它們結合并侵入人體免疫細胞。
這項由納米工程教授張良方（Liangfang Zhang）領導的納米材料和納米醫(yī)學實驗室開發(fā)的技術，可以應用于許多不同種類的病毒，為對抗難以對付的病毒的新療法打開了新大門。張良方是加州大學圣地亞哥雅各布斯工程學院納米工程系的教授。
這項研究首次發(fā)表在2018年11月的《先進材料》雜志上，題為“模擬T細胞的納米顆?？梢灾泻桶滩《镜膫魅拘浴?。研究正在進行中。
加州大學圣地亞哥雅各布斯工程學院張良方實驗室的化學工程師兼項目副科學家Weiwei Gao說:“這里的關鍵創(chuàng)新是，我們正站在艾滋病這個大問題的另一邊?！薄皞鹘y(tǒng)的藥物開發(fā)方法要求我們找出如何阻斷病毒中的關鍵蛋白質(zhì)或信號通路，使其不能攻擊人體。問題是在這些病毒中有這么多的途徑，很難找到一個真正關鍵的途徑。
“我們的方法來自另一個方面:觀察病毒目標。”他繼續(xù)說，“納米顆粒被病毒攻擊的細胞膜包裹著。因此，它們可以作為細胞的誘餌來攔截病毒的攻擊?！?/span>
HIV病毒的典型目標是CD4+ T細胞；這些細胞也被稱為輔助T細胞，在健康的身體中，這些細胞幫助檢測外來病原體并將其作為攻擊和清除的目標。艾滋病毒利用CD4受體發(fā)現(xiàn)并與這些T細胞表面結合，然后將它們的遺傳物質(zhì)注入T細胞，利用T細胞機制進行自我復制。，在制造了足夠多的新HIV病毒后，病毒顆粒沖出細胞，尋找其他T細胞進行攻擊。
艾滋病毒之所以具有如此大的破壞性，部分原因在于攻擊和殺死T細胞會嚴重損害免疫系統(tǒng)，使身體更難抵御繼發(fā)性感染。而且這種病毒變異迅速，改變了它的遺傳密碼，使得傳統(tǒng)的抗病毒和藥物發(fā)現(xiàn)方法難以靶向目標。
在2018年的研究中，研究人員用分離的CD4+ T細胞細胞膜包裹納米顆粒。當這些納米顆粒被添加到培養(yǎng)皿中的T細胞中并暴露于病毒中時，這些被稱為TNPs的納米顆粒就像一種海綿，吸收病毒并保護T細胞不受感染。他們發(fā)現(xiàn)，HIV病毒與TNP結合的可能性與T細胞結合的可能性是一樣的——但由于這些納米顆粒內(nèi)部沒有細胞機制，因此病毒不能注射或復制自身，因此它是無害的。
就像CD4+ T細胞一樣，納米顆粒通過病毒表面的gp120蛋白與HIV病毒結合。當TNPs以3mg/mL的濃度加入到T細胞混合物中時，與未使用TNPs處理的細胞相比，該團隊發(fā)現(xiàn)感染減少了80%以上。他們認為這是一個頗有希望的證據(jù)，這些納米顆?？梢员蛔⑷牖颊叩难褐?，吸收艾滋病病毒感染，降低感染水平，將其清除出系統(tǒng)。
“使用TNPs治療艾滋病還有另一個潛在的應用。體內(nèi)的免疫細胞感染了艾滋病毒，但并沒有產(chǎn)生新的病毒，而是變成了病毒的宿主?！薄罢业酱輾н@些病毒庫的方法是艾滋病研究人員面臨的主要挑戰(zhàn)。但是這些儲存細胞也可能表達gp120，所以TNPs可以作為精準地將抗病毒藥物輸送到這些細胞并殺死它們的載體。”
這項工作的靈感來自于張良方實驗室早期的紅細胞研究項目。Gao說，這種方法可能適用于各種各樣的病原體?！霸S多細菌也喜歡攻擊紅細胞?！彼f，“因此，這些納米顆粒可能會作為誘餌，阻止細菌釋放毒素。或者它們可以作為誘餌對其它毒素做出反應，比如針對紅細胞的神經(jīng)毒劑?！?
在這些TNPs用于人類患者之前，它們的道路上仍然有許多障礙。例如，他們還沒有能夠在活體動物模型中測試TNPs。
“因為艾滋病毒是一種人類疾病，很難在動物模型中復制它?！?Gao說，“因此，我們正與加州大學圣地亞哥分校衛(wèi)生部門的兒科傳染病科主任斯蒂芬·斯佩克特博士就這個問題進行密切合作，以找出在體內(nèi)測試的較好方法?！?/span>
根據(jù)公開資料，張良方1996年考入清華大學化學工程系高分子科學與工程專業(yè)，分別于2000年與2002年獲得學士學位和碩士學位。2002年進入美國伊利諾伊大學香檳分校化工系，在Steve Granick教授的指導下攻讀博士學位。2006-2008年加入麻省理工學院化工系，在Robert Langer教授的研究組進行博士后工作。2008年7月，加入加州大學圣地亞哥分校納米工程系任助理教授，于2012年3月晉升為終身副教授，2014年7月晉升為終身正教授。2013年被《麻省理工學院技術商評》雜志評為“2013年度世界杰出青年創(chuàng)新專家”
原文來源：https://phys.org/news/2020-04-decoy-nanoparticles-block-hiv-infection.html
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