美国研发仿生脾能清除血液中大部分病原体

“生物脾脏”使用装有蛋白质的纳米珠和磁铁来清除血液中的病原体。

“生物脾脏”装置中的磁性纳米粒子与大肠杆菌(左)和金黄色葡萄球菌(右)结合，将它们从血液中移除。

科学日报(记者常立军)-美国韦斯仿生工程研究所最近开发了一种高科技设备“生物普伦”，它可以保护身体免受感染，即使病原体尚未确定。该设备的灵感来源于脾脏的功能，它可以快速有效地清除血液中的细菌，从大肠杆菌到埃博拉病毒。

血液感染会导致败血症，这是一种危及生命的免疫反应。当医生无法确定感染的原因时，50%以上可能会引发败血症，所以医生会使用抗生素来攻击各种细菌，但这将导致细菌的耐药性。

研究人员希望找到一种消除任何感染的方法，从而开发出一种“生物脾脏”装置来过滤血液。根据《自然》网站9月15日(北京时间)的报道，“生物脾脏”被涂上了一层改良的甘露糖结合凝集素(MBL)，这是一种人体内的蛋白质，能结合细菌、病毒、真菌和死细菌释放的毒素的90%以上的表面糖分子。当血液进入“生物脾脏”装置时，装有MBL的纳米珠将与大多数病原体结合，然后纳米珠和它们的“猎物”将通过装置上的磁铁从血液中吸出，然后血液将流回病人体内。

为了测试设备的效果，研究人员用大肠杆菌或金黄色葡萄球菌感染了一些小鼠，并用“生物脾脏”过滤了一些小鼠的血液。结果感染5h后，89%的血液滤过小鼠仍存活，而无血液滤过的存活率仅为14%。研究人员发现，“生物脾脏”可以去除小鼠血液中90%以上的细菌。此外，经过血液过滤的老鼠肺部和其他器官的炎症较少，这表明它们不太可能发展成败血症。

研究人员还测试了“生物脾脏”可以处理大约5升血液，相当于成人体内的所有血液。他们将人类血液中的细菌和真菌混合，以每小时1升的速度通过“生物脾脏”。结果表明，该设备在5小时内清除了血液中的大部分病原体。

韦斯仿生工程研究所的作者唐纳德·英格博尔说，这种效率足以控制感染。当“生物脾脏”从血液中去除大部分病原体时，抗生素和免疫系统将战胜剩余的感染，例如存在于器官中的细菌。“生物脾脏”也有助于治疗艾滋病毒和埃博拉病毒等病毒感染，其存活率取决于血液中的病毒数量能否减少到一个小水平。目前，研究小组正在对猪进行测试。

伦敦大学学院的传染和免疫专家奈杰尔·克雷恩(Nigel Crane)说，诊断专家也可以使用“生物脾脏”来采集血液中的病原体样本，培养并识别它们，最终确定哪种药物是最好的。输血和血液过滤已经成为常规疗法，他希望“生物脾脏”能在两年内进入人类临床实验。