综述:抗病毒纳米药物的优势、作用机制与先进疗法

【字体: 时间:2025年06月06日 来源:Bioactive Materials 18

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  这篇综述系统阐述了纳米技术在抗病毒治疗中的突破性进展,重点分析了纳米药物相较于小分子药物的独特优势(如尺寸相似性、靶向性、多功能性),并创新性地按治疗策略分类梳理了光激活纳米光敏剂(PDT/PTT)、仿生诱饵(ACE2-NS)、蛋白降解靶向嵌合体(PROTAC)、基因沉默平台(siRNA-LNP)等前沿纳米疗法,为应对新发病毒威胁和耐药性问题提供了跨学科解决方案。

  

病毒威胁与治疗挑战

全球范围内新型冠状病毒(SARS-CoV-2)和人类免疫缺陷病毒(HIV)等病原体持续肆虐,传统抗病毒药物面临耐药性、生物利用度低和副作用等局限。病毒依赖宿主细胞完成复制周期,其结构特征如包膜(enveloped)与非包膜(non-enveloped)差异显著,而巴尔的摩分类系统将病毒分为7类(如dsDNA病毒、+ssRNA病毒等),这些特性为纳米药物设计提供了关键靶点。

纳米药物的抗病毒机制

纳米药物通过四大独特机制发挥作用:

  1. 直接破坏:如氧化石墨烯(GO)通过静电作用破坏病毒颗粒,Cux
    O-TiO2
    在光照下产生活性氧(ROS)氧化病毒包膜蛋白;
  2. 阻断病毒-宿主相互作用:银纳米颗粒(AgNPs)竞争性结合HIV的gp120糖蛋白;
  3. 抑制病毒复制周期:纳米富勒烯通过抑制HIV逆转录酶(HIV-RT)干扰基因组复制;
  4. 辅助治疗:如锰纳米库(nanoMn)激活I型干扰素(IFN-I)通路,增强先天免疫。

先进纳米疗法创新

光纳米疗法

碳基材料如多壁碳纳米管(MWNTs)负载原卟啉IX(PPIX)在可见光下产生ROS灭活流感病毒;金属基材料如ZnPc-UCNPs通过上转换发光技术(UCN)实现近红外(NIR)激发的登革病毒(DENV2)消杀。

靶向破裂疗法

pH敏感聚合物GPS6.8
靶向病毒包膜酸性环境,而两亲性肽AH-D利用包膜高曲率特性物理破坏寨卡病毒(ZIKV)。

仿生纳米疗法

ACE2工程化细胞膜纳米诱饵(如iAE-PMS)可同时中和SARS-CoV-2和细胞因子风暴;肝靶向hNTCP-MVs通过结合HBV preS蛋白阻断感染。

PROTAC与基因沉默

PROTAC病毒疫苗通过宿主泛素-蛋白酶体系统降解病毒蛋白;脂质纳米颗粒(LNP)递送siRNA靶向SARS-CoV-2的RdRp基因,实现94%的HCV RNA抑制率。

转化挑战与未来方向

尽管纳米药物在克服血脑屏障(如Ab-CS-NPs)、减少全身毒性方面表现优异,但规模化生产、长期毒理学评估仍需突破。器官芯片和AI预测(如抗RBD肽设计)将成为加速研发的关键工具,而体外血液净化(MBL-NPs)为临床转化提供了新思路。

纳米药物正推动抗病毒治疗从"小分子主导"迈向"纳米-小分子协同"的新范式,为应对未来大流行提供技术储备。

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