鼻内口罩的作用机制。科研团队供图
气溶胶是病毒性呼吸道传染病的主要传播方式，为加强对病毒气溶胶传播的阻断，中国科学院过程工程研究所（以下简称过程工程所）生化工程国家重点实验室研究员马光辉、魏炜团队等提出了一种“鼻内口罩”新策略并创新了给药剂型。经小鼠以及人鼻腔数字模型、人呼吸道仿真模型验证，该新策略具有显著防护效果。日前，相关成果在《自然-通讯》上发表。
这种新型“口罩”具有由携带正电荷的温敏型水凝胶（GEL）与表面高表达病毒受体的微米级细胞囊泡（MV）嵌合形成的保护层。病毒气溶胶被吸入鼻腔时，保护层中正电荷的GEL能够拦截并吸附负电荷的病毒气溶胶颗粒，阻断其向下游气管及肺部的传播。而嵌合在凝胶中的MV能够进一步借助表面高表达的受体，诱捕病毒进入囊泡内部并使其失活，以此保护鼻腔上皮细胞不被病毒感染。通过上述“拦截”和“失活”的协同作用，病毒感染的风险大大降低。
科研人员介绍，研究团队在基于小鼠的病毒感染模型与病毒传播模型上证实，“鼻内口罩”可以有效保护小鼠鼻腔和肺部免受病毒气溶胶的感染。随后，科研人员进一步构建了人体鼻腔数字模型，同时与过程工程所介科学与工程全国重点实验室研究员王利民团队展开交叉合作，计算了呼吸行为下气溶胶颗粒在鼻腔内的分布状态，证明保护层对气溶胶颗粒的截留率高达93.2%。
研究团队还构建了集成化的人呼吸道仿真模型，在此基础上证明了“鼻内口罩”能够有效降低不同病毒气溶胶对于肺类器官的感染率。由于病毒的变异不会影响其与受体的结合，“鼻内口罩”对于相应病毒不同变异株的气溶胶具有同等的防护效果。
科研人员表示，上述成果仍处于临床前研究阶段，实际临床疗效有待进一步验证。
相关论文信息：http://doi.org/10.1038/s41467-023-44134-w
