鼻內口罩的作用機制?？蒲袌F隊供圖
氣溶膠是病毒性呼吸道傳染病的主要傳播方式，為加強對病毒氣溶膠傳播的阻斷，中國科學院過程工程研究所（以下簡稱過程工程所）生化工程國家重點實驗室研究員馬光輝、魏煒團隊等提出了一種“鼻內口罩”新策略并創新了給藥劑型。經小鼠以及人鼻腔數字模型、人呼吸道仿真模型驗證，該新策略具有顯著防護效果。日前，相關成果在《自然-通訊》上發表。
這種新型“口罩”具有由攜帶正電荷的溫敏型水凝膠（GEL）與表面高表達病毒受體的微米級細胞囊泡（MV）嵌合形成的保護層。病毒氣溶膠被吸入鼻腔時，保護層中正電荷的GEL能夠攔截并吸附負電荷的病毒氣溶膠顆粒，阻斷其向下游氣管及肺部的傳播。而嵌合在凝膠中的MV能夠進一步借助表面高表達的受體，誘捕病毒進入囊泡內部并使其失活，以此保護鼻腔上皮細胞不被病毒感染。通過上述“攔截”和“失活”的協同作用，病毒感染的風險大大降低。
科研人員介紹，研究團隊在基于小鼠的病毒感染模型與病毒傳播模型上證實，“鼻內口罩”可以有效保護小鼠鼻腔和肺部免受病毒氣溶膠的感染。隨后，科研人員進一步構建了人體鼻腔數字模型，同時與過程工程所介科學與工程全國重點實驗室研究員王利民團隊展開交叉合作，計算了呼吸行為下氣溶膠顆粒在鼻腔內的分布狀態，證明保護層對氣溶膠顆粒的截留率高達93.2%。
研究團隊還構建了集成化的人呼吸道仿真模型，在此基礎上證明了“鼻內口罩”能夠有效降低不同病毒氣溶膠對于肺類器官的感染率。由于病毒的變異不會影響其與受體的結合，“鼻內口罩”對于相應病毒不同變異株的氣溶膠具有同等的防護效果。
科研人員表示，上述成果仍處于臨床前研究階段，實際臨床療效有待進一步驗證。
相關論文信息：http://doi.org/10.1038/s41467-023-44134-w
