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美西时间2020年8月12日，根据UCSF(加州大学旧金山分校)官网报道，当全世界都在等待疫苗来控制新冠疫情时，处在医学界前沿的加州大学旧金山分校的科学家已经设计出了一种新的方法来预防和治疗新冠——“AeroNabs”气雾剂。
新闻来源：UCSF
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“AeroNabs”气雾剂更廉价
图：“AeroNabs”气雾剂（图源：UCSF）
在加州大学旧金山分校沃尔特实验室的成员Michael Schoof的带领下，一个研究小组设计了一种完全合成的、可生产的分子，它可以限制关键的SARS-CoV-2机制，SARS-CoV-2机制使新冠病毒感染人类的细胞。
据一篇新论文报道，使用活病毒进行的试验表明，这种分子是迄今为止发现的最有效的SARS-CoV-2抗病毒药物之一。该论文现可在预印本服务器bioRxiv（生物科学开放获取预印本资料库）上获得。
在一种被研究人员称为“AeroNabs”的气雾剂中，这些分子可以通过鼻腔喷雾剂或吸入器自行给药。每天使用一次。AeroNabs可以提供强大、可靠的抗SARS-CoV-2保护，直到疫苗出现。
该研究团队正在与商业伙伴积极讨论，以加强AeroNabs的生产和临床测试。如果这些测试成功，科学家们的目标是让AeroNabs作为预防和治疗新冠的一种廉价的非处方药物广泛使用。
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比穿戴的个人防护更有效
AeroNabs合作发明者彼得•沃尔特博士（Peter Walter, PhD）表示：“这比可穿戴的个人防护设备，如口罩等更有效果。AeroNabs可以作为一个重要的防护权宜之计，直到新冠疫苗提供更持久的解决方案。”
沃尔特博士还说，对于那些无法获得或对SARS-CoV-2疫苗没有反应的人来说，AeroNabs可能是对抗新冠更持久的防线。
“我们集合了一个令人难以置信的团队，包括有才华的生物化学家、细胞生物学家、病毒学家和结构生物学家，让这个项目在短短几个月内顺利结束。”Schoof说。
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产品研发来源-纳米体
尽管完全是在实验室中设计的，但AeroNabs的灵感来自于纳米体，纳米体是一种天然存在于大羊驼、骆驼和相关动物体内的类抗体免疫蛋白。自20世纪80年代末比利时的一个实验室发现纳米体以来，纳米体的独特特性引起了全世界科学家的兴趣。
纳米体比人类抗体小一个数量级，这使得它们更容易在实验室中操作和修改。它们的小体积和相对简单的结构也使得它们比其他哺乳动物的抗体稳定得多。
此外，与人类抗体不同的是，纳米体可以很容易且廉价地大规模生产:科学家将包含分子蓝图的基因植入大肠杆菌或酵母中，然后将这些微生物转化为高产量的纳米体。几十年来，同样的方法被安全地用于大量生产胰岛素。
科学家还指出，“纳米体只是我们的起点。虽然它们本身很吸引人，但我们认为可以通过蛋白质工程对它们进行改进。这最终导致了AeroNabs的发展。”
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新冠感染突刺（Spikes）是感染关键
图：细胞研究（图源：UCSF）
SARS-CoV-2依赖其所谓的刺突蛋白来感染人体细胞。这些刺突钉在病毒表面，在电子显微镜下观察时呈现出冠状外观，因此包括SARS-CoV-2在内的病毒家族被命名为“冠状病毒”。
因此，刺突是让新冠病毒进入人类细胞的关键。
与可伸缩工具一样，刺突可以从关闭的非活动状态切换到开放的活动状态。当病毒颗粒的大约25个刺突中的任何一个被激活时，这个刺突的3个“受体结合区域”(RBDs)就会暴露出来，并准备与ACE2(一种在人类肺和气道细胞中发现的受体)结合。
通过ACE2受体和刺突RBD之间的锁键作用，病毒进入细胞，然后将新宿主转化为冠状病毒制造者。研究人员相信，如果他们能找到阻碍钉子——ACE2相互作用的纳米体，他们就能阻止病毒感染细胞。
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从纳米体到AeroNabs
因此，根据上面的分析，科学家们通过多种方式将这种具有双重作用的纳米体改造成一种更有效的抗病毒药物。在一组试验中，他们改变了与刺突接触的纳米体的每一种氨基酸，以发现两种特定的变化，使效能提高了500倍。
拥有超结构的三部分组成的纳米体构成了AeroNabs的基础。
在最后一组实验中，研究人员对由三部分组成的纳米体进行了一系列的压力测试，将它们置于高温下，将它们变成耐储存的粉末，并制造气溶胶。
压力测试的每一个过程对大多数蛋白质都是极具破坏力的。但科学家证实,由于nanobodies固有的稳定性，即使雾化也没有损失抗病毒能力。这种测试暗示AeroNabs可以通过吸入器或鼻喷雾剂来实现预防和治疗新冠。
“并非只有我们认为AeroNabs是一项了不起的技术，”曼格利克博士（Manglik）说，“我们的团队正在与对制造和销售AeroNabs感兴趣的潜在商业伙伴进行讨论，我们希望很快开始人体试验。如果AeroNabs证明像我们预期的那样有效，它们可能会帮助重塑全球新冠疫情进程。”
