呼吸道合胞病毒（RSV）对婴儿、儿童和老年人的健康构成重大威胁，且缺乏有效的治疗药物。

2025年2月9日，江南大学瞿爱华唯一通讯在Advanced Materials 在线发表题为“Photoinduced Cleavage of Respiratory Syncytial Virus by Chiral Vanadium Trioxide Nanoparticles”的研究论文。该研究合成了粒径为2.56±0.34nm的手性三氧化二钒纳米颗粒（V₂O₃ NPs），在874nm处的圆二色性g因子值为0.048。

在808nm光照射下，手性V₂O₃ NPs 特异性切割RSV前融合蛋白（RSV蛋白），有效阻断其构象重排并在体外和体内预防RSV感染。实验分析表明，手性V₂O₃ NPs特异性结合RSV蛋白一级序列中天冬氨酸₂₀₀（D200）到天冬酰胺₂₀₈（N₂₀₈）的功能域。值得注意的是，由于光诱导纳米颗粒产生的活性氧（ROS），L-V₂O₃表现出更高的亲和力，是D-V₂O₃的4.06倍，是DL- V₂O₃的13.55倍，精确切割氨基酸残基亮氨酸₂₀₄（L₂₀₄）和脯氨酸₂₀₅（P₂₀₅）之间的部位。此外，L-V₂O₃ NPs抑制了99.6%的鼻上皮细胞RSV感染，在Vero细胞中抑制了99.2%的感染。在RSV感染的小鼠模型中，鼻内施用L-V₂O₃ NPs有效地控制了小鼠肺部的病毒载量，使其降低了92.43%。小鼠器官的苏木精和伊红染色以及血清生化指标与野生型组相似，表明L-V₂O₃ NPs的生物安全性。结果表明，手性纳米颗粒在控制RSV方面具有巨大潜力，为针对病毒的药物开发提供了新的方向和思路。

呼吸道合胞病毒（RSV）是一种单链反义RNA病毒，属于副粘病毒科中的肺病毒科，对5岁以下儿童和65岁以上老年人的呼吸健康构成重大威胁。RSV具有高度传染性，可引起严重的呼吸系统疾病，如肺炎和支气管炎，甚至可能导致死亡。统计数据显示，全球每年约有3300万人感染RSV，死亡人数超过101,000人。虽然在开发用于预防的RSV疫苗和单克隆抗体方面取得了实质性进展，但不能为已经感染病毒的患者提供立竿见影的治疗效果。相比之下，病毒抑制剂可以在感染后使用，以帮助控制疾病、缓解症状，甚至防止恶化。然而，目前缺乏治疗RSV感染的有效药物。尽管利巴韦林已获准使用，但其存在非特异性、潜在的遗传毒性、高成本和不明确的临床疗效等问题，不建议作为常规疗法。因此，迫切需要开发更高效、安全的治疗策略。

RSV的药物开发针对多个位点，其中F蛋白因其高度保守而成为关键位点。F蛋白以三聚体形式存在，采用两种构象：融合前（pre-F）和融合后（post-F）。从pre-F到post-F的构象转变对于病毒进入靶细胞至关重要。然而，现有的F蛋白抑制剂（如lonafarnib）在动物模型中疗效有限，且病毒可能会产生耐药性。因此，开发新型F蛋白抑制剂尤为重要，这些抑制剂可以物理破坏蛋白质的结构或功能，从而更有效地阻止病毒进入宿主细胞。

图1 V₂O₃ NPs的制备和表征（摘自Advanced Materials）

纳米粒子（NPs）在生物医学领域具有巨大的潜力，特别是在抗病毒治疗中，能够干扰病毒进入细胞、抑制病毒复制，并增强宿主免疫反应。值得注意的是，手性NP与生物大分子具有显著的相似性，并与其相互作用，识别、调节和修饰生物分子。已有研究表明，手性纳米材料表现出切割蛋白质的能力，而非手性材料在这方面效果有限。特定的外部刺激（如热、光或磁场）下，手性NP因其独特的光学特性、对圆偏振光的响应和对映体性质，生物活性增强。这种增强的活性可能源于各种机制，如手性纳米颗粒和生物大分子之间的光-物质相互作用、光诱导效应、圆偏振发光效应和光动力疗法。以前的研究充分证明了铜基手性纳米材料在光诱导下对特定病毒蛋白的高效切割能力。然而，钒基纳米材料具有丰富的价态、优异的催化性能和在近红外区域的强吸收性，已显示出在癌症光热疗法和光催化细菌抑制的潜力。因此，作者期望探索钒基纳米材料在抗病毒治疗中的新应用，特别是在蛋白质切割方面的潜在优势。

该研究开发了超小的手性三氧化二钒纳米颗粒（V₂O₃ NPs），在808nm光子激发下识别并裂解RSV前融合蛋白（RSV蛋白），有效阻止病毒与宿主细胞膜的融合。作者深入研究了其高特异性和切割活性背后的机制，发现V₂O₃ NPs显著提高了RSV感染小鼠的治愈率。

参考消息：

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202420563