[发明专利]一种基于生物膜耦合的可吸入雾化微球及制备方法与应用

说明书

本发明提供了一种基于生物膜耦合的可吸入雾化微球及其制备方法和应用，属于基因工程技术领域。该基于生物膜耦合的可吸入雾化微球包括生物膜、生物膜耦合器和雾化微球，所述生物膜通过生物膜耦合器与雾化微球固定连接；其中，所述生物膜耦合器通过静电吸附作用或脂质层粘附作用与生物膜相耦合，所述雾化微球由甲基丙烯酸化明胶或甲基丙烯酸化透明质酸交联而成。本发明还提供了该可吸入雾化微球的制备方法与应用。该可吸入雾化微球能够继承天然细胞的免疫调控功能，广谱性地吸附包括炎症因子在内的多种生物因子，克服了单克隆抗体成本高、作用机制单一的缺点，同时，耦合于雾化微球的生物膜可以直达呼吸道病变部位，且克服了蛋白质易降解的缺点。

技术领域

本发明属于基因工程技术领域，具体涉及一种基于生物膜耦合的可吸入雾化微球及其制备方法和应用。

背景技术

新冠病毒感染过程是由其表面的刺突糖蛋白(SPIKE蛋白，S蛋白)与宿主细胞表面的血管紧张素转换酶2(ACE2)的相互识别开启的，因此新冠病毒疫苗是以S蛋白为靶点，通过表达S蛋白诱导人体免疫系统产生能够结合新冠病毒的保护性抗体，从而实现预防感染的目标。

目前预防SARS-Cov-2感染的策略仅限于疫苗，中和抗体都抑制S蛋白与ACE2受体的结合。这些方法虽然无疑是可行的手段，但在大流行期间的临床应用一直是一个主要问题。疫苗的研制需要一个与紧急情况不兼容的时限，它更倾向于是一种预防性方法，而不是治疗干预，尤其是在严重病例中。限制采用中和抗体可能是由于其有争议的效力。通过肌肉注射注射的中和抗体，其效价比支气管肺泡灌洗样品高2000倍，表明大多数肌肉注射的中和抗体没有被注射到合适的器官室进行病毒中和。此外，目前的病毒中和策略针对特定的病毒种类，而不是受影响的宿主细胞，这很难应用于不同种类的病毒。鉴于病毒积累突变和逃避治疗，疫苗和中和抗体可能会出现效率低下。重组ACE2蛋白循环或吸入给药也被报道用于冠状病毒的预防，但是，由于不可避免的化学和物理不稳定以及大量蛋白酶在支气管肺泡灌洗液中受到很大限制。此外，这些治疗方案侧重于消除SARS-Cov-2本身，而忽略了严重COVID-19进展的其他重要因素，如抗炎干预的不可或缺作用，尤其是对免疫窘迫患者更易发生病毒性血管渗漏和异常炎症反应。因此，同时发挥综合治疗效果的替代治疗干预措施对于有效的COVID-19治疗是非常可取的。

目前，细胞膜治疗平台由于继承源细胞相关功能和广谱炎症调节能力，为传染病和炎症性疾病的治疗干预提供了新的思路。从细胞泡中融合的诱饵纳米粒子也显示出了COVID-19处理的显著潜力。然而，在病毒清除方面，这些循环诱饵往往在病毒血症发生后将病毒捕获到血液中，对临床恶化的预防仍然被忽视。此外，人肺上皮Ⅱ型细胞的细胞培养是乏味的，这至少部分归因于生长因子的需求，从而导致非预期的成纤维细胞分化。此外，ACE2在人肺上皮Ⅱ型细胞中的表达远未经放大产生，从而阻碍了宿主细胞策略在临床应用中的应用。向肺组织直接输送抗病毒药物和皮质类固醇等治疗药物，希望安全和短暂地改善靶器官的治疗药物，而不是全身性分娩，通常是肌肉注射或静脉注射。在这一行中，调查显示药物的气溶胶输送被证明能激发暂时性肺药物剂量，从而使一种控制良好的剂量药物达到治疗水平，并尽量减少全身毒性。

雾化治疗是一种直接向肺部递送药物的治疗方法，具有高浓度、副作用小等优点，可针对新冠病毒引起的肺部感染治疗。另一方面，基因工程手段用于药物的递送和疾病的治疗已有了重大进展。由于细胞膜天然存在大量炎症受体(可以作为炎症因子的假靶子)，因而通过进行ACE2相关基因工程改造，获得一种既可以规模化培养又可以大量高表达ACE2蛋白的细胞膜，是极具研究前景，但该基因工程方面的相关研究有待开展。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述技术问题，从而提供一种基于生物膜耦合的可吸入雾化微球及其制备方法和应用。本发明通过对HEK293T细胞进行ACE2基因工程改造，从而获得既可以规模化培养又可以大量高表达ACE2蛋白的细胞膜，该类细胞膜凭借ACE2受体，可以吸引新冠病毒、SARS病毒等的攻击，从而减缓肺泡组织的压力。