科学家研发出内含可 “捕获”SARS-CoV-2的蛋白质的口香糖

2021年12月05日 11:28 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

这项由宾夕法尼亚州牙科医学院的Henry Daniell领导并跟佩雷尔曼医学院和兽医学院以及威斯塔研究所和弗劳恩霍夫美国公司的科学家合作进行的研究可能会在对抗COVID-19大流行病的武器库中带来一种低成本的工具。他们的研究发表在《Molecular》上。

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“SARS-CoV-2会在唾液腺中复制,我们知道,当被感染的人打喷嚏、咳嗽或说话时一些病毒会被排出并到达其他人那里。这种口香糖提供了一个中和唾液中病毒的机会,这给我们提供了一种可能减少疾病传播源的简单方法,”Daniell说道。

虽然针对COVID-19的疫苗接种帮助改变了大流行病的进程,但并没有杜绝传播。即使是完全接种疫苗的人仍可以感染SARS-CoV-2,并且根据最近的研究,可以携带跟未接种疫苗的人类似的病毒量。

在这次大流行之前,Daniell一直在研究治疗高血压的血管紧张素转换酶2(ACE2)蛋白。他的实验室使用一种获得专利的植物生产系统培育这种蛋白质以及其他许多可能具有治疗潜力的蛋白质。通过利用目标蛋白的DNA轰击植物材料,他们哄骗植物叶绿体来吸收DNA并开始生长蛋白质。冻干和磨碎的植物材料可被用作传递蛋白质的手段。这个系统有可能避免蛋白质药物合成的通常障碍:即昂贵的生产和纯化过程。

Daniell过去在ACE2方面的工作在COVID-19大流行的背景下被证明是偶然的。人体细胞上的ACE2受体恰好也能结合SARS-CoV-2的刺突蛋白。其他研究小组已经表明,注射ACE2可以减少严重感染者的病毒负荷。

与此同时,Daniell和宾夕法尼亚州牙科医生的同事Hyun(Michel)Koo的另一项工作涉及开发一种注入植物生长的蛋白质的口香糖以此来破坏牙菌斑。将他对ACE2的见解跟这项技术结合起来,Daniell想知道这种注入了植物生长的ACE2蛋白的口香糖是否能中和口腔中的SARS-CoV-2。

为了找到答案,Daniell联系了宾夕法尼亚大学医学院的Ronald Collman,他是一位病毒学家和肺部及重症监护医生,他的团队从大流行病的早期阶段就开始收集COVID患者的血液、鼻拭子、唾液和其他生物标本用于科学研究。

Collman说道:“Henry联系了我,问我们是否有样本来测试他的方法、什么样的样本适合测试以及我们是否可以在内部验证唾液样本中的SARS-CoV-2病毒水平。这带来了在我们的微生物组研究基础上的跨校合作。”

为了测试口香糖,该团队在植物中培育了ACE2,然后将其跟另一种能使蛋白质穿过粘膜屏障并促进结合的化合物配对,最终将得到的植物材料纳入肉桂味口香糖片。通过将从COVID阳性患者的鼻咽拭子中获得的样本跟口香糖一起孵化,ACE2可以中和SARS-CoV-2病毒。

在这些初步调查之后,威斯塔研究所和宾夕法尼亚州兽医局又进行了其他调查,在这些调查中,比SARS-CoV-2致病性低的病毒被修改为表达SARS-CoV-2刺突蛋白。科学家们观察到,口香糖在很大程度上阻止了病毒或病毒颗粒进入细胞,或是通过阻断细胞上的ACE2受体或直接跟刺突蛋白结合。

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最后,研究小组将COVID-19患者的唾液样本暴露在ACE2口香糖中,结果发现病毒RNA的水平急剧下降且几乎无法检测到。

该研究小组目前正在努力争取获得进行临床试验的许可以评估该方法在感染SARS-CoV-2的人身上进行测试时是否安全和有效。

Collman说道:“Henry在植物中制造蛋白质并口服使用的方法是廉价的,希望是可扩展的,它真的更加聪明。”

虽然这项研究仍处于早期发展阶段,但如果临床试验证明这种口香糖是安全和有效的,则就可以给那些感染状况不明的病人使用,甚至在必须摘掉口罩的牙科检查中使用以减少将病毒传给护理人员的可能性。

“我们已经在使用口罩和其他物理屏障来减少传播的机会。这种口香糖可以作为这场斗争中的一个额外工具,”Daniell说道。

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