近日，深圳湾实验室化学生物学研究所饶浪/张衡等与合作团队在Cell Biomaterials期刊发表了题为“Antiviral covalent ACE2 vesicle spray”的研究论文。研究团队成功开发了一种基于共价工程化ACE2纳米囊泡的抗病毒喷雾，可实现不可逆结合新冠病毒及其变异株，显著提升肺部滞留时间，并在动物实验中展现出优异的治疗效果，这一成果有望为应对呼吸道病毒混合感染提供新的策略。

背景与挑战

新冠、甲流、乙流等呼吸道病毒的混合感染凸显了广谱抗呼吸道病毒疗法的迫切需求。呼吸道病毒进化和变异迅速，从而导致现有的药物的效力削弱甚至完全丧失。疫苗在大流行早期迅速推出，但这些疫苗是基于病毒特异性蛋白设计的，而且特异性蛋白的快速突变限制了它们的效力。

细胞外囊泡（Extracellular vesicles，EVs）参与病毒感染的病理过程，已显示出极大的抗病毒治疗潜力。然而，现有的 EVs 通过非共价结合抑制病毒感染，这不可避免地导致可逆的解离，从而降低对病毒的中和效率。

技术突破

2025 年 3 月 3 日，深圳湾实验室饶浪/张衡团队联合北京大学、广州医科大学等，通过遗传密码子扩展技术，将非天然氨基酸氟磺酸-L-酪氨酸（FSY）定点插入ACE2蛋白，构建共价工程化的ACE2纳米囊泡（FSY-ACE2-NVs）。该囊泡可通过硫氟交换点击化学与病毒刺突蛋白RBD结构域形成不可逆结合，高效阻断病毒入侵宿主细胞。该研究成果以“Antiviral covalent ACE2 vesicle spray”为标题发表于Cell Biomaterials期刊。

图1 共价工程化抗病毒纳米囊泡喷雾的制备及表征

核心优势

广谱高效：实验显示，FSY-ACE2-NVs对野生型病毒和奥密克戎变种的中和效率分别较传统ACE2蛋白提升60倍和5倍。

长效滞留：喷雾中添加黏膜粘附剂透明质酸后，纳米囊泡在肺部的滞留时间延长约20倍，单次给药可持续作用96小时。

便捷储存：冻干配方可在4 ℃下稳定储存超1个月，活性保持90%以上，便于运输与使用。

图2 共价工程化抗病毒纳米囊泡喷雾可实现不可逆结合新冠病毒及其变异株

动物验证

在表达人源ACE2的转基因小鼠模型中，单次吸入喷雾，使野生型病毒感染存活率从0%提升至90%，肺部病毒载量降低10倍。针对奥密克戎变异株感染，预防性给药可完全阻断病毒入侵，治疗组存活率达100%。

图3 共价工程化抗病毒纳米囊泡喷雾预防与治疗新冠病毒感染

意义与展望

该研究创新性将共价化学与囊泡递送技术结合，为应对新冠病毒变异及未来新发呼吸道病毒感染提供了创新的药物研发平台。下一步将优化多靶点共价结合设计，以应对病毒关键位点突变，积极推动临床转化。此项技术有望成为日常防护与治疗的重要工具，助力呼吸道病毒混合感染防控。

论文信息

深圳湾实验室孟倩芳博士、北京大学韩雨博士、深圳湾实验室刘裕博士和广州医科大学潘攀博士为本文共同第一作者。深圳湾实验室饶浪研究员和张衡副研究员为本文共同通讯作者。特别感谢广州医科大学陈荣昌教授为本研究做出了重要贡献。本项目得到了深圳市医学研究专项基金、国家自然科学基金和广东省基础与应用基础研究基金的支持。

原文信息：

Antiviral covalent ACE2 vesicle spray

文章来源|饶浪课题组

编辑|鲍文旭

责编|远 山

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