迄今為止，還沒有針對(duì)大多數(shù)病毒感染的有效解毒劑。慕尼黑工業(yè)大學(xué)（TUM）的一個(gè)跨學(xué)科研究小組現(xiàn)在開發(fā)了一種新的方法：他們用DNA折紙方法從遺傳物質(zhì)中定制的納米膠囊吞噬和中和病毒。該策略已經(jīng)在細(xì)胞培養(yǎng)中針對(duì)肝炎和腺病毒進(jìn)行了測(cè)試，它也可能被證明對(duì)冠狀病毒是有效的。

　　人類有針對(duì)危險(xiǎn)細(xì)菌的抗生素，但治療急性病毒感染的解毒劑很少。一些感染可以通過接種疫苗來預(yù)防，但開發(fā)新疫苗卻是一個(gè)漫長(zhǎng)而費(fèi)力的過程。

　　現(xiàn)在，來自慕尼黑工業(yè)大學(xué)、慕尼黑亥姆霍茲中心和布蘭代斯大學(xué)（美國(guó)）的一個(gè)跨學(xué)科研究小組提出了一種治療急性病毒感染的新策略。該團(tuán)隊(duì)已經(jīng)開發(fā)出由DNA（構(gòu)成我們遺傳物質(zhì)的物質(zhì)）制成的納米結(jié)構(gòu)，可以捕獲病毒并使其無害化。

　　在冠狀病毒的新變種將世界陷入停滯之前，慕尼黑工業(yè)大學(xué)物理系生物分子納米技術(shù)教授亨德里克-迪茨和他的團(tuán)隊(duì)就在研究如何建造能夠自我組裝的病毒大小的物體。

　　1962年，生物學(xué)家唐納德·卡斯帕和生物物理學(xué)家阿倫·克魯格發(fā)現(xiàn)了病毒的蛋白質(zhì)包膜是按照幾何原理構(gòu)建的?；谶@些幾何規(guī)范，慕尼黑工業(yè)大學(xué)亨德里克-迪茨周圍的團(tuán)隊(duì)在美國(guó)布蘭代斯大學(xué)的塞思-弗拉登和邁克爾-哈根的支持下，提出了一個(gè)概念，使得生產(chǎn)與病毒大小相同的人造空心體成為可能。

　　2019年夏天，該團(tuán)隊(duì)提出了一個(gè)設(shè)想：這種空心體是否也可以作為一種 "病毒陷阱"？如果它們的內(nèi)部有病毒結(jié)合分子，就應(yīng)該能夠緊緊地結(jié)合病毒，從而能夠?qū)⑺鼈儚难褐腥〕觥榇?，這些空心體還必須有足夠大的開口，病毒可以通過這些開口進(jìn)入外殼。

　　亨德里克·迪茨回想說："當(dāng)時(shí)我們用DNA折紙技術(shù)制造的物體沒有一個(gè)能夠吞噬整個(gè)病毒，因?yàn)樗鼈儗?shí)在太小了。建造這種尺寸的穩(wěn)定的空心體是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)"。

　　主要作者Christian Sigl在TUM的納米技術(shù)和納米材料中心的實(shí)驗(yàn)室里準(zhǔn)備納米膠囊

　　病毒捕集器的套件

　　從二十面體的基本幾何形狀（一個(gè)由20個(gè)三角形表面組成的物體）開始，該團(tuán)隊(duì)決定用三維的三角形板來建造病毒捕獲器的空心體。

　　為了使DNA板組裝成更大的幾何結(jié)構(gòu)，邊緣必須稍加斜面。邊緣上結(jié)合點(diǎn)的正確選擇和定位確保了板塊能自我組裝成所需的物體。

　　亨德里克·迪茨說："通過這種方式，我們現(xiàn)在可以利用三角板的準(zhǔn)確形狀對(duì)所需物體的形狀和尺寸進(jìn)行編程。我們現(xiàn)在可以生產(chǎn)多達(dá)180個(gè)子單元的物體，并實(shí)現(xiàn)高達(dá)95%的產(chǎn)量。然而，這條道路是相當(dāng)坎坷的，要經(jīng)過許多次反復(fù)。"

　　病毒被可靠地阻斷

　　通過改變?nèi)切芜吘壍慕Y(jié)合點(diǎn)，該團(tuán)隊(duì)的科學(xué)家不僅可以創(chuàng)造出封閉的空心球體，還可以創(chuàng)造出有開口或半殼的球體，這些可以被用作病毒陷阱。

　　在與慕尼黑大學(xué)病毒學(xué)研究所所長(zhǎng)兼慕尼黑亥姆霍茲中心病毒學(xué)研究所所長(zhǎng)Ulrike Protzer教授的團(tuán)隊(duì)合作下，該團(tuán)隊(duì)在腺病毒和乙肝病毒核心上測(cè)試了病毒捕獲器。

　　結(jié)果顯示，即使是一個(gè)大小合適的簡(jiǎn)單的半殼，也能夠顯示出病毒活性的可衡量的減少。如果在里面放上五個(gè)病毒的結(jié)合點(diǎn)，例如合適的抗體就已經(jīng)可以阻斷病毒的80%，如果加入更多，就能實(shí)現(xiàn)完全阻斷。

　　為了防止DNA顆粒在體液中立即被降解，研究小組用紫外線照射完成的構(gòu)件，并用聚乙二醇和寡糖胺處理其外部，因此，這些顆粒在小鼠血清中穩(wěn)定了24小時(shí)。

　　一個(gè)通用的構(gòu)造原理

　　"現(xiàn)在，下一步是在活體小鼠身上測(cè)試這些材料。"迪茨說："我們非常有信心，這種材料也將被人體很好地耐受。"

　　"細(xì)菌有自主新陳代謝，我們可以用不同的方式攻擊它們，"烏爾里克·普羅策教授說。"另一方面，病毒沒有自己的新陳代謝，這就是為什么抗病毒藥物幾乎總是針對(duì)單一病毒的特定酶。這樣的發(fā)展需要時(shí)間。如果簡(jiǎn)單地用機(jī)械方式消除病毒的想法能夠?qū)崿F(xiàn)，這將是廣泛適用的，因此是一個(gè)重要的突破，特別是對(duì)于新出現(xiàn)的病毒。"

　　"病毒捕獲器的起始材料可以通過生物技術(shù)以合理的成本進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)。"亨德里克·迪茨說："除了作為病毒捕獲器的擬議應(yīng)用外，我們的可編程系統(tǒng)還創(chuàng)造了其他機(jī)會(huì)。例如還可以設(shè)想將其作為疫苗接種的多價(jià)抗原載體，作為基因治療的DNA或RNA載體或作為藥物的運(yùn)輸工具。"