血液“臟”了 用仿生脾洗一洗

“生物脾”用蛋白質裝備納米珠（protein-equipped nanobeads）和磁鐵清除血液中的病原體。

“生物脾”設備中的磁性納米珠與大腸桿菌（左）和金黃色葡糖球菌（右）結合，從血液中清除它們。

科技日報訊美國韋斯仿生工程研究所近日開發出一種高科技設備“生物脾”，即使在病原體尚未查明的情況下，也能使身體免于感染。這種設備是受脾臟功能的啟發，脾臟能把血液中的細菌——從大腸桿菌到埃博拉病毒——迅速高效清理。

血液感染會導致膿毒癥，這是一種有生命危險的免疫反應。在醫生無法判斷感染原因時，超過50%的可能會激發膿毒癥，所以醫生會用抗生素攻擊多種細菌，但這會導致細菌產生耐藥性。

研究人員希望找到一種能清除任何感染的方法，由此開發出了“生物脾”設備來過濾血液。據自然網站9月15日報道，“生物脾”用了一種改良版的甘露糖—結合外源凝集素（MBL）涂在磁性納米珠外面，MBL是一種人體內的蛋白質，能與超過90%的細菌、病毒、真菌及死去細菌所釋放毒素的表面糖分子結合。當血液進入“生物脾”設備后，經MBL裝備的納米珠會與大部分病原體結合，再通過設備上的磁鐵把納米珠和它們的“獵物”一起從血液里吸出來，再讓血液流回病人體內。

為了測試設備效果，研究人員讓一些小鼠感染了大腸桿菌或金黃色葡萄球菌，用“生物脾”給其中一些小鼠做血液過濾。結果在感染5個小時后，經過血液過濾的小鼠89%仍然生存，而沒有血液過濾的生存率只有14%。研究人員發現，“生物脾”能清除小鼠血液中超過90%的細菌。而且經過血液過濾的小鼠，肺部及其他器官也更少發炎，這表明它們發展成膿毒癥的可能性更小。

研究人員還測試出“生物脾”能處理約5升的血量，相當于一個成年人體內所有的血。他們在人血中混合了細菌和真菌，以每小時1升的速度通過“生物脾”，結果發現設備在5小時內清除了血液中大部分病原體。

論文作者、韋斯仿生工程研究所的唐納德·英格博說，這種效率足以控制感染，當“生物脾”從血液里清除了大部分病原體后，抗生素和免疫系統就會擊敗剩下的感染，比如寄居在器官里的病菌。“生物脾”還有助于治療像HIV和埃博拉這樣的病毒感染，其生存率取決于能否把血液中的病毒數量降低到一個微小水平。目前，研究小組正在豬身上進行測試。

倫敦大學學院傳染與免疫專家奈杰爾·克雷恩說，診斷醫師還能用“生物脾”收集血液中的病原體樣本，培養識別，最終確定用哪種藥物療效最好。輸血和血液過濾已經成為常規療法，他希望“生物脾”能在兩年內進入人類臨床實驗。

總編輯圈點

磁性納米顆粒像巧克力豆一樣裹上一層生物素，用來捕捉毒物，這一思路結合了人工透析和納米藥物的神奇。從種牛痘到巴斯德消毒法，再到青霉素，人類一步步壘起抵抗病菌的長城，越來越不可能因為感染而死亡。人工脾則讓病原體（甚至是艾滋病病毒）面臨滅頂之災。它能不能拔除狂犬病毒、麻風病毒或者乙肝病毒？實驗了才知道。如果人工脾能成功，慢性感染者治愈的希望將大大增加，它也將在人類醫學史上占據獨立的一章。