Nature子刊：具有杀病毒抑制机制的广谱无毒抗病毒纳米颗粒

【引言】

传染性疾病占全球死亡率的20％，而病毒又占这些死亡人数的三分之一。下呼吸道感染和人类免疫缺陷病毒（HIV）是世界范围内十种最常见的死亡原因之一，新出现的病毒（例如埃博拉病毒）的死亡人数正在逐年增加。可用的抗病毒药物是针对有限的人类病原体的病毒特异性和活性的。广谱物质可以通过模拟硫酸乙酰肝素蛋白多糖（HSPG）这一病毒连接配体（VALs）靶位来阻止病毒与细胞相互作用。可逆的结合机制阻止了它们作为药物的使用，因为稀释后，抑制作用丧失了。已知的VALs由紧密包装的重复单元制成，但是上述物质仅能结合其中的几种。

【成果简介】

近日，洛桑联邦理工学院Francesco Stellacci（通讯作者）团队设计了模仿HSPG的抗病毒纳米颗粒，病毒与VAL重复单元的结合最终产生使病毒不可逆变形的力（〜190pN）。病毒检测，电子显微镜图像和分子动力学模拟都证明了所提出的机制。这些颗粒不具有细胞毒性，并且体外纳摩尔不可逆活性可以对抗单纯疱疹病毒（HSV），人乳头瘤病毒，呼吸道合胞病毒（RSV），登革热和慢病毒。相关成果以题为“Broad-spectrum non-toxic antiviral nanoparticles with a virucidal inhibition mechanism”发表在了Nature Materials上。

【图文导读】

图1 MUS：OT-NPs的抗病毒活性

a）MUS：OT-NPs与MES-NPs相比的抗病毒活性

b）肝素，MES-NP和MUS：OT-NPs病毒感染性曲线和抗病毒测定

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

d）MUS：OT-NPs对HSV-2的病毒感染性对时间（分钟）的抑制

图2 HSV-2及其与MUS：OT-NPs的关联

a-c）使用干燥阴性染色的TEM（a）或未染色的低温-TEM（b，c）

d）与HSV-2有关的NPs（MES或MUS：OT）的百分比和分布

图3 分子动力学模拟

a）磺化MUS的顶视图：OT-NP（2.4nm核心）

b）示意图说明了MUS型NPs与HSPG结合残基的强多位点结合能够引起不可逆的改变

【小结】

相信该研究介绍的方法有机会衍生医学相关的抗病毒药物来对抗病毒感染。该工作发现的结果显示出优于HSV-2和LS-VSV-G的杀病毒活性，而对HPV和RSV的活性虽然显著，但还应该继续改善。总体而言，这里提出的策略是在全球许多病毒感染的治疗方面迈出的第一步。确定这一发现的预防或治疗用途是否合适需要进一步深入的体内实验。

文献链接：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组Allen供稿，材料牛整理编辑。

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