“纳米清道夫”有效对抗神经毒剂

危险物品专家在加州圣地亚哥的模拟神经毒气袭击中营救一个洋娃娃。

资料来源:罗伯特·高泰尔/洛杉矶时报

20世纪80年代，成千上万的伊朗人死于接触伊拉克军队释放的神经毒剂沙林和托宾。近年来，类似的化学物质在战争和恐怖袭击中被用来对付士兵和平民。现在，研究人员已经报道了一种新的疗法，这种疗法可能能够在很长一段时间内对抗这些制剂。尽管这种疗法只在啮齿动物身上进行过试验，但一些科学家表示，有一天它可能会保护接触这些致命化学武器的人免受长期脑损伤或死亡。

像沙林这样的神经毒剂属于一类叫做有机磷酸盐的化学物质。虽然这些化合物中的一些在非常低的浓度下被广泛用作杀虫剂，但是这些神经毒剂是高度致命的，因为它们可以通过呼吸道、眼睛或皮肤快速进入人体。一旦进入细胞，它们就会抑制一种重要的酶。这种酶的正常功能是分解乙酰胆碱，一种帮助肌肉收缩的神经递质。当乙酰胆碱积累过多时，受害者会经历严重的肌肉痉挛，最终停止呼吸。

目前市场上的解毒剂必须尽快服用。尽管它们可以帮助缓解中毒症状，但它们并不直接作用于神经毒剂。因此，研究人员一直试图开发预防性的“清除”分子。一旦接触到神经毒剂，这些分子就能找到并降解它们。然而，这种“生物清除剂”只能为各种实验动物提供临时保护，还没有得到美国食品和药物管理局的批准。

在最新的研究中，华盛顿大学的研究人员尝试了一种新方法。他们将一种叫做OPH的有机磷酸靶向酶包裹在一层柔性聚合物凝胶涂层中。最终的结果是纳米大小的粒子。它们不会被免疫系统检测到，并且在体内停留的时间比单独的酶长。这些纳米粒子在暴露于神经毒剂之前，成功地从血液中清除了化学物质。

接受单一“纳米清除剂”注射的小鼠在暴露于有机磷酸酯的5天内可以完全抵抗神经毒剂而没有副作用。在接受治疗的豚鼠中，“纳米清除剂”保护动物在8天内免受多次沙林注射。该团队在最近出版的《科学-转化医学》杂志上报道了这一发现。

团队成员之一，化学工程师邵毅·江说，“纳米清除剂”可以在很大程度上用作人类疫苗。他认为，如果治疗得到优化，它提供的保护可能会持续几周甚至几个月。

纽约大学的蛋白质工程师金·蒙特克莱尔没有参与这项研究，他说以前的“生物清除剂”在体内的时间不够长，不足以提供保护。或者，它们刺激人体免疫系统，用抗体中和解毒剂。最新的研究似乎回避了这两个问题。

没有参与这项工作的密西西比州立大学毒理学家贾尼斯·钱伯斯(Janice Chambers)认为，神经毒剂“纳米清除剂”最适用于接触化学武器风险较高的人群，比如士兵或进入污染区域的现场应急人员。然而，钱伯斯说，这种疗法可能对防范短期袭击(如恐怖袭击)没有帮助。“当你暴露在毒药中并出现颤抖或痉挛的迹象时，接受这种治疗就太晚了。”

作者说这种疗法也能帮助保护接触特定杀虫剂的人。世界卫生组织的数据显示，发展中国家每年有20万人死于有机磷农药中毒。

接下来，研究人员计划测试这种“纳米清道夫”的力量能在猴子身上持续多久。他们还将研究是否可以使用多种剂量。之后，需要进行临床试验来测试这种疗法对人体的安全性。(宗华)

相关论文:doi:10.1126/scitranslmed . AAU 7091

《中国科学日报》(2019-011第三版国际版)