全球抗疫战|康奈尔大学化学生物教授:正加紧研究纳米颗粒,或阻断病毒传播

2020年02月27日 12:50:50
来源:凤凰国际智库

韩国、日本、意大利、伊朗等多个海外国家疫情确诊病例攀升,新型冠状病毒肺炎(COVID-19)疫情蔓延全球,多国多地随之进入紧急状态。

环球同此凉热,昼短苦夜长时,惟有众人一同秉烛挑灯行进,才得前路光亮。由此,凤凰网国际智库联合埔思学院,推出“全球抗疫战”系列原创深度报道,从国际视角出发,愿以媒体为介,促互学互鉴。凤凰网国际智库特约记者在全世界范围内专访世界一流高校的医学、生物、化学、心理学、社会学、经济学、国际关系学等各领域顶级专家学者,集萃全球抗击新冠肺炎的最新研究、抑制疫情的启示,以飨读者。

除了隔离,会否还有其他阻断病毒传播的可能?

康奈尔大学化学生物学学院教授杨蓉,正在和团队成员一同努力,通过纳米颗粒给出可能的解决方案。理想的状态是,这一纳米颗粒被制作成滤膜,并将之用在口罩上,或可消灭气溶胶中的病原体,从而断绝空气传播的可能性。

在康奈尔大学中国学生学者联合会(CSSA)的联络下,凤凰网国际智库对杨蓉进行了专访,她表示目前和课题小组针对纳米颗粒进行研究,其仿照自体免疫的原理设计,希望能够对消灭病毒有所作用。

她向记者阐述了这一颗粒的工作原理:“这种纳米颗粒之所以抗菌,是因为它能催化活性,理论上讲对病毒也适用。我们现在在进行体外试验,研究这种纳米颗粒是否对病毒有效。”

此外,她还在一重要方向上做深入研究,通过气相沉积高分子薄膜来控制细菌和人工合成材料之间的相互作用。

杨蓉在实验室进行纳米技术相关研究

在美国获取博士学位后,杨蓉曾在知名药企——诺华集团的研究室工作,随后转向来到康奈尔大学,从事材料、生物、化学和物理之间交叉的新兴科学研究,并致力于研究纳米功能材料、纳米药物的制备和纳米材料的生物学效应,此前,她成功研发了“化学气相沉积技术(iCVD)”。此项技术主要是利用含有薄膜元素的一种或几种气相化合物或单质、在衬底表面上进行化学反应生成薄膜的方法,以阻断病毒传播。

阻断传染病在空气中的传播,纳米颗粒或能实现

凤凰网国际智库:您最近在做哪些与抗疫相关的研究?进展如何?

杨蓉:我的课题组最近在研究一种纳米颗粒,或可同时抑制细菌和病毒感染。目前,我们在一例传染病的动物模型里试验,效果很好。这种纳米颗粒之所以抗菌,因其能催化活性,理论上讲对病毒也适用。我们正进行体外试验,研究这种纳米颗粒是否对病毒有效。

我组的另一个重要方向是通过气相沉积高分子薄膜来控制细菌和人工合成材料之间的相互作用,我们的长远目标是通过化学设计的方法控制微生物的行为,比如繁殖速度,致病性等,希望可以对传染病治疗有所帮助。

凤凰网国际智库:您在康奈尔大学进行过多个与细菌传播控制相关的研究,新冠肺炎的传播方式踪迹难寻,您曾经有一项通过聚合物气体沉积(简称iCVD)使细菌与之相互作用的技术,这是一项怎样的技术呢?

杨蓉:具有生物功能的高分子薄膜一般都是先用液相方法合成高分子,之后再用各种各样的镀膜方法,把这个高分子均匀地铺展到需要改性的表面上。因为细菌和病毒这一类微生物,对周围环境的感知,是通过纳米尺度的相互作用完成,所以,我们如果想要控制细菌和人造材料之间的相互作用,就需要在纳米尺度精准控制材料的表面化学等。

而聚合物气相沉积,就是为了这种需要而设计。这样,无论我们是想促进检测设备和病原体之间的作用,以提高检测精度,都可以很容易地做到。

凤凰网国际智库:该技术是否能帮助解决传染病空气传播的问题?是否对该病的空气传播有一定的阻断作用?

杨蓉:阻断传染病在空气中的传播,是我的课题组现在研究的一个很重要的方向。我们正在计划,用刚刚提到的可杀菌纳米颗粒制成一张膜,用来过滤空气。比如,如果把这个滤膜用在口罩上就可以消灭气溶胶中的病原体,从而断绝空气传播的可能性。

彻底抑制病毒传播,还是要靠研发疫苗

凤凰网国际智库:目前,国内普遍实行物理隔离的办法抑制疫情蔓延,如何更好地抑制病毒的传播?

杨蓉:追踪感染者和接触人群,物理隔离,这都是现有的最好方法。我认为彻底抑制病毒传播要靠研发疫苗这类快速有效的治疗方式。

凤凰网国际智库:以您作为化学与分子生物学专家的视角出发,您如何看待这次疫情?这是否是一些专家说的 “超级病毒”,因此难以攻克?

杨蓉:病毒传播速度和变异速度都很快,所以这个世界上大部分病毒导致的疾病其实都无药可治。目前的用药主要针对在缓解症状,而不是消灭病毒。消灭病毒主要还是靠我们的自体免疫。我们课题组现在在研究的纳米颗粒就是仿照自体免疫的原理设计的,希望能够对消灭病毒有所作用。

凤凰网国际智库:目前,病毒已在全球范围内传播,此次疫情会在多久后得到有效控制?您的推断依据是?

杨蓉:这个很难预测,跟病毒的变异速度,传播人群,和公共卫生政策都有很大的关系。

避免人类发展走向末路,靠的是不断试错

杨蓉接受凤凰网国际智库采访

凤凰网国际智库:“非洲尼日利亚奇怪的传染病”、“冰川消融导致新病毒出现”、面对诸多“未知”,以及发现后也无能为力的“已知”?您怎么看?

杨蓉:虽然新的病毒不断出现,人类的科技创新也在不断地推进新的预防和治疗方法,所以,我对传染病的治疗还是比较乐观的,尤其是病毒的治疗。我们对病毒的理解其实并不是很深刻,所以目前的疗法,比如之前艾滋病的鸡尾酒疗法,基本靠的是试错。很多时候是通过经验摸索出了治疗方式,再回头推理致病和治疗原理。

最近几年,在分子层面的创新越来越多,比如最新的显微镜可以让我们看见纳米尺度的现象,最新的分子表征方式可以推算出单个微生物在某个时间点生产的全部分子以及表达的全部蛋白。这些技术。都可以突破很多此前研究病毒感染学的难关。比如,虽然病毒只有几十到几百纳米,但是我们可以用新的显微镜看到病毒感染活体的全过程。这些新的知识都是我们设计新疗法的基础。所以我认为病毒治疗一定会有新突破。

凤凰国际智库:有专家表示,全世界迄今还没有建立起一个有效的防治疫情的系统。您认为人类应做些什么,才能防止悲剧重演?

杨蓉:科技是推进人类医疗水平和提高生活品质的动力,无论是基础科学还是临床科学,都环环相扣,构成整个科技创新的生产线。对科技发展的支持,是对人类未来的投资。我们很难通过控制人类的个体行为,来防止疫情的发生和发展,但是有效的检测、预防和治疗技术,尤其是针对病毒引起的传染病的技术,可以真正从根本上免除微生物对人类健康的威胁。

凤凰网国际智库特约记者:俞子宸、史钧源

傅小旭、梁友紫嫣、刘一凡 编

[责任编辑:郑怡雯 PN103]