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由病毒導致的傳染病，特別是新冠大流行給人類社會帶來了沉重的災難。雖然抗體、疫苗和小分子藥已經(jīng)廣泛應用于疫情防控，但是病毒的快速變異導致很多抗體失效以及疫苗的突破性感染。因此，迫切需要開發(fā)廣譜的抗病毒制劑。

許多病毒，包括艾滋病毒、新冠病毒、甲型流感病毒、拉沙熱病毒和埃博拉病毒，其蛋白質(zhì)表面存在致密的聚糖屏蔽層，又被稱之為“糖盾”。通過“糖盾”屏蔽免疫原性高的抗原表位是這些病毒能逃避宿主的免疫監(jiān)視的主要原因。在快速的增殖過程中，許多病毒的糖蛋白質(zhì)在加工過程中跳過了高爾基體中復雜的糖基化修飾，在“糖盾”中保留了許多未經(jīng)復雜加工的高甘露糖。因此，病毒“糖盾”的保守結構特征（豐富的高甘露糖）是應對不斷變異的病毒以實現(xiàn)廣譜抑制的潛在靶標。然而，糖類化合物具有非常相似的結構，糖的專一識別具有極大的挑戰(zhàn)。

為了將課題組多年積累的仿生分子識別技術用于解決新冠疫情面臨的重大社會需求，劉震教授在疫情爆發(fā)初期就迅速動員和組織團隊、深入調(diào)研、積極攻關，并和校外抗病毒研究優(yōu)勢團隊展開充分的合作，致力于發(fā)展創(chuàng)新的廣譜高效的抗病毒制劑。團隊首先發(fā)展出能結合高甘露糖的核酸適配體，并在此基礎上發(fā)展出對新冠病毒（SARS-CoV-2）假病毒展現(xiàn)出了一定的廣譜病毒抑制能力的多價結合高甘露糖的樹突狀適配體和核酸四面體納米結構（CCS Chemistry, 2022, DOI: 10.31635/ccschem.022.202101747）。此外，該團隊還開發(fā)出與新冠病毒表面刺突蛋白的拓撲結構相匹配的DNA納米皇冠，實現(xiàn)對新冠病毒野生株和多個重要變異株均的高效抑制（CCS Chemistry, 2022, DOI: 10.31635/ccschem.022.202201945）。尤為重要的是，利用自主知識產(chǎn)權的先進分子印跡技術（Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 10211-10215; Nat. Protoc. 2017, 12, 964-987；Adv. Sci.2021, 8, 2101713），該團隊在克服印跡模板合成困難等一系列挑戰(zhàn)之后，發(fā)展出一種能夠超多價結合高甘露糖的納米人工抗體（納米分子印跡聚合物，nanoMIP）。通過靶向病毒的“糖盾”，該納米人工抗體不僅能夠阻斷病毒-受體相互作用，還能夠誘導病毒聚集并促進巨噬細胞的吞噬清除作用，對具有高甘露糖的病毒，包括艾滋病毒、拉沙熱病毒和新冠病毒（SARS-CoV-2）及其重要變異株（如德爾塔和奧米克戎）均展現(xiàn)出強效和廣譜的抑制作用。該結合“糖盾”的納米人工抗體為進一步發(fā)展廣譜病毒抑制和新型疫苗佐劑等提供了全新的策略和技術路徑。

納米人工抗體抑制病毒感染示意圖

該研究成果近期在線發(fā)表在Advanced Science雜志上，劉震教授和軍事醫(yī)學科學院秦成峰教授為本文的共同通訊作者，博士研究生李迎、許舒欣副研究員和軍事醫(yī)學科學院葉青博士、遲航博士為文章的共同第一作者。軍事醫(yī)學科學院秦成峰研究員團隊和江蘇省農(nóng)科院李彬研究員團隊合作提供了重要技術支持。該研究得到了國家科技部重點研發(fā)項目、國家自然科學基金重點項目以及南京大學卓越計劃等的經(jīng)費資助。