COVID-19大流行产生了不可磨灭的影响，全球报告了至少517,779,437例病例和6,278,165例相关死亡个案。¹尽管为抗击SARS-CoV-2开展了大量的多学科研究工作，但仍迫切需要彻底改变当前的诊断和治疗方法，为新出现的需关注变异做好准备。纳米技术通过便利化设计和开发流程，在设计新疗法和改进现有抗病毒策略方面显现出巨大潜力：²

1. 安全隔离个人防护设备（PPE），以提高前线人员的安全，和抗病毒消毒剂和表面涂层，以灭活病毒并防止其传播。
2. 高度特异和灵敏的纳米传感器（纳米诊断工具），快速识别感染或免疫反应。
3. 具有增强活性、降低毒性、持续释放和组织靶向特性的新药（纳米治疗剂）。
4. 基于纳米的疫苗接种（纳米疫苗）可增强体液和细胞免疫反应。

当前的PPE系统能力有限，因为其过滤介质无法灭活微生物或防止其传播。探索了一系列基于纳米技术的防治方式，采用不同的纳米粒子（NP），抑制病毒传播，并产生减少SARS-CoV-2粘附的抗病毒涂层。

近期的发现和进展包括：³

• 在过滤器表面上沉积抗病毒金属纳米粒子（如 AgNPs和AuNPs），可以提高外科口罩和呼吸器的功效。

• 多功能金属“纳米花”具有独特的空气稳定性和底物粘附特性，可以通过破坏病原体的细胞功能来灭活病原体，并可配制成喷雾剂（气溶胶）或沉积在口罩上。

• TorStran，一种由薄碳纳米管垫（具有改进的透气性和过滤性能）制成的新型病毒过滤器，可以捕获并立即灭活空气传播/雾化飞沫病毒。

• 聚偏二氟乙烯（PVDF）驻极体纳米纤维可以捕获超过90%的空气传播仿真COVID-19粒子。

• 一种高度透气的基于纳米纤维的纤维素，作为一次性过滤器滤芯用于可生物降解的抗污染口罩，或可为长期佩戴口罩的人员和出现呼吸系统疾病症状的病患提供帮助。

正在制定纳米诊断策略以有效探测、检测和监测SARS-CoV-2，以完善现被广泛采用的RT-PCR（实时聚合酶链反应）和定量（qRT-PCR）诊断方法的主要缺陷——假阴性/假阳性结果、成本和时间限制，以及对技术专业知识的需求。

近期的策略包括：^3,4

• 使用Ag/AuNPs的即时检测方法，以有效检测人体SARS-CoV-2抗体IgG和/或IgM。
  • “Respi-strip（呼吸带）”，一种免疫层析检测，其使用含有胶体金纳米粒子的膜构建，可用于检测有症状患者的鼻咽标本。该检测作为一种基本的快速诊断测试，具有99.5%的特异性，仅需大约15分钟的测试时间，便于开展前期治疗和隔离COVID阳性患者。
  • 使用镧系元素掺杂的聚苯乙烯NP开发了一种侧流免疫测定法（LFIA），以检测人体血清中SARS-CoV-2抗体的存在。该测定可在10分钟内完成，结果与RT-PCR相当。

• 使用磁性纳米粒子设计一种使用RNA提取的简单、高灵敏度的检测方法。

• 使用金纳米岛的等离子芯片提供了对SARS-CoV-2核酸的精确检测，检测下限高达0.22pM。

• 使用量子点（QD）纳米珠的比色双模LFIA能够对SARS-CoV-2抗体IgM/IgG进行定性测量，从而实现对SARS-CoV-2的100%诊断灵敏度和特异性。

最后，基于纳米科技的技术还可以为COVID-19的下一代治疗和预防手段做出贡献：^3-6

• 不同设计和成分的纳米粒子，即病毒样粒子（VLP）、聚合纳米粒子、自组装蛋白结构、量子点和无机纳米粒子，已被用于制备COVID-19疫苗。
  • 目前基于脂质NP的mRNA疫苗是预防SARS-CoV-2的重要领跑者。

• 纳米疫苗有可能在肺部提供高黏膜免疫（吸入疫苗），同时提高安全性和便利性；此外，纳米疫苗有可能引发全身和局部免疫反应（鼻内疫苗）以对抗呼吸道感染。⁶

• 抗病毒金纳米粒子通过与病毒血凝素中的二硫键相互作用并氧化来有效抑制病毒进入靶细胞。

• 刺激响应药物递送系统具有靶向病原体和受感染细胞，以及跨越生物屏障施用药物的潜力。

• NP载体通过提供受控/持续的药物释放能力来提高患者的依从性。

• 在COVID-19患者中使用姜黄素的口服纳米胶束制剂有助于更快地消除症状。同样，载有氯硝柳胺的脂质NPs抑制了SARS-CoV-2 的体外复制。

基于NP的干预措施可能有助于冲抵SARS-CoV-2的传播性和毒力，而纳米结构药物的发现和递送系统在SARS-CoV-2治疗和预防方面具有巨大潜力。随着进一步的研究，纳米技术可以在阻止正在持续的大流行和加强我们对未来疾病爆发的准备方面发挥关键作用。

参考文献

1. 2020 年 COVID-19大流行，下载链接：https://www.worldometers.info/coronavirus/. 2022年5月10日访问。
2. Campos EVR, et al. J Nanobiotechnol 2020; 18:125.
3. Pandey A, et al. ACS Biomater Sci Eng2021; 7:31–54.
4. Derakhshan MA, Amani A, Faridi-Majidi R. ACS Appl Mater Interfaces 2021; 13:14816-14843.
5. Hasanzadeh A, et al. Journal of controlled release 2021;336:354–374.
6. Yayehrad AT, et al. Int J Nanomedicine 2021;16:5713-5743.