鼻递送工程化抗SARS-CoV-2细胞外囊泡：靶向抑制肺部感染与炎症的新策略

研究人员针对COVID-19治疗中抗病毒与抗炎协同疗法的临床需求，开发了一种基于神经干细胞（NSC）来源的工程化细胞外囊泡（EVs），通过表面修饰抗SARS-CoV-2纳米抗体VHH72，实现病毒直接中和与炎症调控双重功能。该研究首次证明鼻递送VHH72-EVs可显著降低小鼠肺部病毒载量（2 log fold）并调节免疫转录组，为急性呼吸道病毒感染提供了模块化治疗新平台。

　　

研究背景与意义
COVID-19大流行暴露了现有抗病毒疗法的局限性——单克隆抗体易受病毒突变影响，而单纯抑制病毒复制无法缓解"细胞因子风暴"导致的急性呼吸窘迫综合征（ARDS）。更棘手的是，传统药物递送系统难以同时实现肺部靶向、病毒中和与免疫调节三重功能。这一困境激发了科学家对细胞外囊泡（Extracellular Vesicles, EVs）的探索热情。这些天然纳米颗粒不仅具有生物相容性，还能通过表面工程化装载"武器"——例如靶向SARS-CoV-2刺突蛋白（Spike）的纳米抗体VHH72，其独特优势在于识别高度保守的受体结合域（RBD）表位，对变异株保持广谱中和能力。

澳大利亚格里菲斯大学（Griffith University）与昆士兰科技大学（Queensland University of Technology）的研究团队在《Drug Delivery and Translational Research》发表突破性成果。他们创新性地将神经干细胞（NSCs）的抗炎特性与工程化EVs的精准靶向能力相结合，开发出全球首个经鼻递送的VHH72-EVs疗法，在小鼠模型中同步实现病毒清除与炎症缓解，为急性呼吸道感染提供了"双管齐下"的治疗新范式。

关键技术方法
研究采用EXOtic系统构建CD63-VHH72融合蛋白的工程化EVs，通过纳米颗粒追踪分析（NTA）和透射电镜（TEM）表征EVs的物理特性；利用数字PCR（ddPCR）和免疫空斑试验量化肺部病毒载量；结合NanoString炎症面板（248个基因）和qRT-PCR解析免疫调控机制；通过DiIC18(7)荧光标记评估鼻递送后的肺部分布。

研究结果

1. 工程化EVs的体外中和效能
通过将VHH72纳米抗体嵌入EVs表面标志物CD63，构建的"抗-CoV-2 EVs"在体外可中和250 PFU的SARS-CoV-2，效果媲美单克隆抗体CB6/5309（p<0.0001）。结合实验显示，这些EVs能特异性结合表达Spike蛋白的HEK293细胞（Figure S2），证实其靶向性。

2. 鼻递送的突破性优势
静脉注射EVs因肺部分布不足而失效，但DIR荧光标记显示鼻递送后EVs在肺部的有效富集（Fig. 2A）。仅2次鼻给药（100亿EVs/次）即显著降低感染小鼠肺部病毒载量（Fig. 2B），而5次静脉注射（300亿EVs）无效（Fig. 1C），凸显局部递送的关键作用。

3. 免疫转录组调控
NanoString分析揭示：

• 抗-CoV-2 EVs组78个差异表达基因（DEGs）与未感染组高度重叠（Fig. 3G）
• 特异性下调Lirf5、Irf2等促炎因子（Fig. 3F）
• 上调核苷生物合成通路（Fig. 3E）
  qRT-PCR验证其显著抑制IFN-α/β/γ、TNF-α、IL-6等细胞因子（Figure S4），证实NSC EVs的固有抗炎特性。

结论与展望
该研究开创性地证明：鼻递送工程化EVs可突破血肺屏障，通过VHH72介导的病毒中和与NSCs固有的免疫调节功能，实现"一石二鸟"的治疗效果。其模块化设计更具延展性——未来可整合RNA干扰（如靶向病毒N基因的asRNA）或装载抗炎miRNAs（如miR-21-5p）以增强疗效。尽管规模化生产EVs仍面临纯度挑战，但本研究为急性呼吸道感染提供了兼具精准性、安全性与协同效应的新型纳米治疗蓝图。