猴痘作为一种人畜共患传染病，在2022年于全球范围内迅速流行，世界卫生组织将其列为国际关注的突发公共卫生事件。巨噬细胞膜仿生纳米颗粒因具有延长血液循环时间和同源靶向能力等特性而备受关注，但此前未有研究将其用于猴痘病毒的靶向治疗。为了解决这一问题，近日南方医科大学皮肤病医院的感染性疾病分子诊疗技术研究中心的团队在《Matter》（IF=17.3）上发表题为“Macrophage-derived biomimetic nanoparticles for light-driven theranostics toward Mpox”的突破性研究文章。APExBIO团队为本文的实验研究提供了高品质的细胞组织快速裂解液：RIPA Lysis Buffer (Strong, without inhibitors) (Cat. No：K1120)

研究背景

猴痘是一种人畜共患传染病。猴痘患者潜伏期后有非特异性前驱症状，随后皮肤出现不同阶段皮疹，富含病毒且可能引发多种并发症甚至死亡，其传播途径多样，常见的如接触感染性疮或病变等，病毒在体外存活久，增加了防控难度。光驱动疗法对部分病毒感染有效，但未用于猴痘治疗。仿生纳米颗粒，如巨噬细胞膜仿生纳米颗粒，虽应用广泛，但此前未用于正痘病毒属靶向治疗。

本研究开发了整合痘苗病毒预处理巨噬细胞膜和特定光敏剂的多功能仿生纳米颗粒PN-AIE MØ，预期其能实现对猴痘病毒的靶向治疗、成像及阻断传播，为猴痘管理提供新策略。

流程图 近红外-II诱导的纳米巨噬细胞（PN-AIE MØs）对病毒的治疗及传播阻断

研究工作

1.TPE-BT-DCTBT和PN-AIE MØ的制备与表征

为了获得PN-AIE MØ，首先通过有机合成手段制备TPE-BT-DCTBT，并测定其在不同溶剂体系中的吸收和发射光谱；采用病毒刺激巨噬细胞，获取细胞膜，再与带有TPE-BT-DCTBT的PLGA纳米颗粒通过超声混合构建PN-AIE MØ。根据各项检测指标，TPE-BT-DCTBT具有良好光热及光动力性能。PN-AIE MØ结构、粒径和表面电位符合预期，在不同溶液环境中稳定性良好，光热转换效率较高，可高效产生I型活性氧且有效抑制II型活性氧生成，成功包覆了巨噬细胞膜。综上所述，PN-AIE MØ成功制备，且具备良好的靶向治疗潜力。

Fig.1 TPE-BT-DCTBT和PN-AIE MØ的制备与表征

2.PN-AIE MØ 在体外的病毒靶向能力和抗病毒活性

为了检验PN-AIE MØ 在体外的病毒靶向能力和抗病毒活性，将 GFP 标记的痘苗病毒分别与经预处理和未处理的巨噬细胞共同孵育，对比研究病毒与细胞的相互作用。然后分别将病毒与PBS、AIE（TPE-BT-DCTBT核）、N-AIE MØ（未处理的巨噬细胞细胞膜）和PN-AIE MØ孵育，部分实验组接受808 nm激光照射，随后测定TCID50评估病毒存活载量。之后，用孵育后的病毒感染BHK-21细胞，持续观察细胞病变情况。实验结果显示，预处理后的巨噬细胞对痘苗病毒的吸附能力显著强于未处理细胞。在抗病毒活性方面，PN-AIE MØ结合808 nm激光照射几乎可完全清除病毒，而其他实验组效果不佳。上述结果说明，PN-AIE MØ能够高效吸附病毒，且包覆巨噬细胞膜有良好的靶向性，同时808 nm激光照射可以显著增强抗病毒效果。

Fig.2 PN-AIE MØ在体外的病毒靶向能力和抗病毒活性

3.体内多模态成像

为了探究PN-AIE MØ在体内的作用效果，构建了痘苗病毒感染的小鼠尾皮肤脓疱模型。通过尾静脉分别向小鼠注射PBS、AIE、N-AIE MØ或PN-AIE MØ，在不同时间点利用动物成像系统采集荧光图像，记录荧光强度变化。对注射后的小鼠进行808 nm激光照射，运用红外热成像系统实时监测并记录病变部位温度变化情况，比较不同处理组的成像效果。荧光成像结果显示PN-AIE MØ在感染部位呈现出最高的荧光强度和最长的滞留时间。在808 nm激光照射后，其热成像强度明显高于其他处理组。感染部位的信号最强表明PN-AIE MØ对病毒感染部位具有较强的靶向性，在体内能够有效聚集于病变部位，而激光照射后效果更加明显。

Fig.3 使用PN-AIE MØ对小鼠尾皮肤脓疱模型进行多模态成像

4.基于靶向光热/光动力的病毒消融

为了检验激光照射对PN-AIE MØ在体内清除病毒效果的影响，基于已建立的小鼠尾皮肤脓疱模型进行分组实验。部分实验组对尾病变部位进行808 nm激光照射，在治疗过程中及治疗后通过qPCR、免疫组化、HE和ELISA等方法检测健康小鼠尾病变的发生发展情况。结果显示，未接受激光照射的实验组尾病变改善效果微弱，而PN-AIE MØ结合激光照射的实验组能够显著促进伤口愈合，大幅减少病毒载量。因此，激光照射处理组综合治疗效果显著优于其他处理组，能够加强PN-AIE MØ在体内清除病毒的效果。

Fig.4 PN-AIE MØ在小鼠尾皮肤脓疱模型中对痘苗病毒的靶向光热/光动力杀伤效果

5.PN-AIE MØ对病毒传播的预防效果

为了探究收集PN-AIE MØ结合激光照射的疗法是否可以有效阻断病毒传播，不同处理组小鼠尾病变组织，经匀浆处理后制备病毒上清液，用于感染健康小鼠，模拟病毒传播过程。在感染后通过qPCR、免疫组化、HE和ELISA等方法检测健康小鼠尾病变的发生发展情况。结果显示，PN-AIE MØ结合激光照射的实验组几乎未出现病毒传播迹象。因此PN-AIE MØ结合激光照射的处理方式能够高效阻断病毒传播。

Fig.5 使用“PN-AIE MØ+激光”方案阻断病毒传播

6.PN-AIE MØ 的生物相容性

为了检测PN-AIE MØ的细胞毒性，用不同浓度的PN-AIE MØ孵育正常细胞，评估细胞存活和增殖情况。给健康小鼠静脉注射不同处理剂，检测小鼠体重、肝肾功能、溶血等指标，对重要器官进行组织病理学分析。体外实验结果显示PN - AIE MØ对正常细胞无明显毒性作用，体内实验表明其不会影响小鼠体重、肝肾功能，无溶血现象发生，重要器官组织未出现明显损伤。综上所述，PN-AIE MØ具有良好的生物相容性。

Fig.6 PN-AIE MØ在体外和体内的生物相容性

研究结论

本研究成功制备了巨噬细胞来源的仿生纳米颗粒PN-AIE MØ，其整合了痘苗病毒预处理的巨噬细胞膜和具有良好光热及光动力性能的光敏剂TPE-BT-DCTBT。PN-AIE MØ在体外能精准靶向痘苗病毒，结合808 nm激光照射可有效清除病毒。在小鼠尾皮肤脓疱模型中，PN-AIE MØ具有出色的多模态成像能力，能长时间滞留于感染部位，且经激光照射后可显著促进伤口愈合、降低病毒载量、减轻组织病理损伤，有效预防病毒传播，同时展现出良好的生物相容性。

精彩看点

• 创新材料设计：将巨噬细胞膜与具有特殊性能的光敏剂结合，利用巨噬细胞对病毒的天然识别能力和光敏剂的光疗特性，为猴痘治疗提供了全新的材料平台。
• 多模态诊疗功能：实现了近红外-II荧光成像与光热成像引导下的光动力和光热协同治疗，不仅能精准定位病毒感染部位，还能有效清除病毒，同时可监测治疗过程，为疾病诊疗一体化提供了范例。
• 病毒传播阻断效果显著：在动物实验中明确证实了该纳米颗粒可有效阻断病毒传播，这对于控制猴痘疫情具有关键意义，为公共卫生防控提供了新的策略和思路。

不足之处（文中）

• 研究仅使用了痘苗病毒作为猴痘病毒的替代模型，虽然两者具有一定相似性，但可能无法完全反映猴痘病毒在人体中的真实感染和病理过程。
• 对于PN-AIE MØ在体内的长期安全性和潜在免疫原性未进行充分评估，这对于其未来临床应用至关重要。
• 研究主要集中在小鼠模型上，缺乏其他动物模型或临床前大动物实验的数据支持，可能影响其向临床转化的可靠性。

后续可能研究方向

• 开展基于猴痘病毒的直接实验研究，进一步验证PN-AIE MØ对猴痘病毒的治疗和防控效果，深入探究其作用机制和潜在影响因素。
• 进行长期毒性和免疫原性研究，包括在不同动物模型中的慢性毒性实验、免疫反应监测等，为临床应用提供更全面的安全性数据。
• 探索与其他治疗方法或药物的联合应用，如抗病毒药物、免疫调节剂等，以提高治疗效果，优化猴痘治疗方案。
• 开展临床前大动物实验，如非人灵长类动物实验，更接近人体生理环境，进一步评估PN-AIE MØ的有效性和安全性，为临床试验奠定基础。

参考文献

[1] Wang Y, Zhang K, Li T, Maruf A, Qin X, Luo L, Zhong Y, Qiu J, McGinty S, Pontrelli G, Liao X, Wu W, Wang G. Macrophage membrane functionalized biomimetic nanoparticles for targeted anti-atherosclerosis applications. Theranostics. 2021 Jan 1;11(1):164-180. doi: 10.7150/thno.47841. PMID: 33391468; PMCID: PMC7681077.