随着全球变暖,物种变异,新型病毒引发的公共卫生危机持续考验全球医疗体系。病毒性肺炎每年致全球近2亿人感染、数百万人死亡,其病理机制中活性氧(ROS)过度释放引发的炎症风暴和组织损伤,成为临床救治的关键瓶颈。传统治疗手段如激素、抗病毒药物等,面临毒副作用显著、新型病毒应对滞后等困境。如何构建高效精准的局部治疗平台,成为国际科研界亟待攻克的难题。
在国家创新驱动发展战略引领下,生物医药领域正加速从基础研究向临床应用转化。多所高校相关领域的专家学者组成科研团队聚焦病毒性肺炎治疗难题,以纳米酶技术为核心开发的创新疗法,为突破传统治疗局限提供了技术支持。
天津中医药大学杨龙教授,中国中医药信息学会慢性病管理分会常务理事,是国家高级人才、美国转化医学学会及南方科技大学细胞与基因治疗研究中心高聘专家,兼任天津市解剖学学会相关专业委员会副主任委员,长期专注于天然免疫系统、病毒与宿主相互作用的信号通路研究,致力于基础研究成果向临床应用的转化,取得一系列原创性科研突破:发现翻译调控蛋白4EHP与microRNA协同抑制病毒诱导的一型干扰素翻译,该机制不依赖mRNA降解,相关成果以并列通讯作者身份发表于《Molecular Cell》(2021年);系统揭示UBXN家族蛋白的免疫调控功能,其中UBXN1通过负反馈抑制RNA病毒信号通路,UBXN3B则作为DNA病毒通路关键衔接子,研究分别发表于《Cell Reports》(2013 年)与《Nature Communications》(2018);从分子层面阐明NEMO基因突变导致外胚层增生不良症患者免疫缺陷的机制,成果刊登于《Nature Immunology》(2007 年);发现肠道特异性病毒受体NLRP6,其与Dhx15 协同识别 RNA 病毒,该发现发表于《Science》(2015年)并获纽约医学院专访;证实STING抗病毒的双重机制——ELF4介导的干扰素增强通路(《Nature Immunology》2013 年)及MSR1诱导的自噬通路(《Communications Biology》2020 年),为抗病毒药物研发提供了全新靶点。这些基础研究成果不仅推动了天然免疫领域的理论创新,更直接为其纳米酶技术的临床转化奠定了科学基础。
杨龙教授联合天津大学郑斌副教授、清华大学程功教授科研团队,创新性设计出基于纳米酶的可吸入治疗平台。该团队研发的CeTA纳米酶融合酶催化特性与ROS响应自组装机制,在病毒性肺炎模型中展现出双重优势:相较于传统CeO2纳米酶,CeTA在酸性环境下28天降解率达68%,代谢安全性显著提升;其兼具的CAT和SOD酶活性,可高效清除炎症部位ROS,缓解组织损伤。
这一技术的突破性在于“智能响应性递送”。科研团队将CeTA纳米酶与自组装肽结合,制备出ROS响应性多肽K1tkP。在炎症区域高ROS环境中,CeTA-K1tkP可自组装形成纤维结构,实现纳米酶在肺组织的精准聚集。实验数据显示,该平台不仅能高效降解ROS、减轻炎症,还可促进巨噬细胞向促愈合表型极化,避免了全身免疫抑制的副作用,为深部炎症疾病治疗建立了全新范式。
相关研究成果以《Inhalable nanocatalytic therapeutics for viral pneumonia》为题发表于国际顶级期刊《Nature Materials》,为全球抗病毒治疗提供了全新的思路。该技术的生物相容性和安全性已获国际认可,其响应性自组装机制为药物靶向递送领域提供了通用化解决方案。
在继发细菌感染的小鼠病毒性肺炎模型实验中,CeTA-K1tkP平台展现出广谱治疗潜力:不仅有效缓解细菌感染引发的炎症反应,还可通过相似机制应用于败血症、肠炎、关节炎等ROS相关炎症疾病。这种“纳米酶+响应性载体”的技术框架,可灵活替换为干扰素、抗生素等治疗成分,为降低药物毒副作用、提升靶向性开辟了新路径。
科研团队的创新实践凸显了跨学科融合的价值。从材料学的纳米酶设计,到生物学的炎症机制解析,再到临床医学的转化应用,多领域专家协同攻克了“纳米酶体内代谢安全性”“肺部精准递送”等关键难题。
在科研技术手段上,杨龙教授团队突破传统基因编辑限制,开发了他莫昔芬诱导的条件基因敲除小鼠模型,成功实现胚胎致死性基因 UBXN3B在成年个体中的功能研究,为解析致死性基因的抗病毒机制提供了关键技术范式,该方法已成为领域内研究基因功能的重要工具。
CeTA-K1tkP技术的突破,不仅为病毒性肺炎治疗提供了新策略,更推动了我国纳米酶产业的技术迭代。目前,科研团队正与企业共建“校-企协同创新体系”,加速成果产业化进程。该技术在医学领域的拓展应用,如呼吸道传染病应急治疗、慢性炎症疾病管理等,预期将为大健康产业注入新动能。
从基础研究到临床转化的全链条创新,彰显了我国科研体系的整体效能。杨龙教授团队依托天津中医药大学P2病毒实验室,构建了“理论研究-技术开发-临床验证”的闭环体系,其培养的博士研究生中,两人获国家级奖学金,一人入选“中国科协青年人才托举工程”,形成了“科研育人双轮驱动”的良性生态。在第五届天津市“海河英才”创新创业大赛博士后揭榜领题赛中,杨龙教授指导的博士后获得优胜奖,展现了科研团队在人才培养与技术创新上的双重实力。
在全球公共卫生危机常态化的背景下,中国科研团队的纳米酶技术为国际抗疫提供了重要参考。该技术的可吸入非侵入性递送方式,尤其适用于新发呼吸道病毒感染的应急治疗,其模块化设计思路为全球科研界提供了中国智慧。
随着国家科研体制改革深化,我国在生物医药领域的原始创新能力持续提升。当基础研究的“深度”、跨学科协作的“广度”与产业转化的“速度”形成合力,必将推动更多医学突破从实验室走向临床,科研团队将深化与国际科研机构的合作,共同探索重大疾病创新疗法,在全球医学创新版图中书写更多中国方案。
责任编辑:赵娜