病毒性肺炎作为由流感病毒等病原体引发的全球性健康威胁,每年导致近百万人死亡。病毒感染肺泡上皮细胞和巨噬细胞后,激活NADPH氧化酶2(Nox2),诱发活性氧(ROS)的爆发性积累。过量的ROS不仅直接损伤肺组织,更激活NF-κB等炎症通路,引发IL-1β、IL-6、TNF-α等细胞因子风暴,从而导致急性呼吸窘迫综合征(ARDS)乃至多器官衰竭。现有临床策略如糖皮质激素虽能抑制免疫反应,但易造成继发感染和代谢紊乱;抗病毒药物如核苷类似物存在广谱性不足、研发周期长等问题,尤其对新发病毒常束手无策。因此,迫切需要开发一种能精准调控肺部氧化应激微环境、兼具广谱抗病毒作用的新型疗法。
针对上述挑战,靶向清除ROS的抗氧化治疗成为潜在突破口。天然酶类(如超氧化物歧化酶SOD、过氧化氢酶CAT)虽可分解ROS,但其蛋白质结构在炎症环境中极不稳定,且难以穿越生物屏障抵达病灶深处。近年来,人工模拟酶活性的纳米酶技术在抗炎领域崭露头角,但传统铈基纳米材料(如CeO₂)因降解缓慢、生物相容性差,无法满足吸入治疗的长期安全性需求。此外,由于肺部复杂的生理结构和动态黏液清除机制,纳米颗粒难以在炎症部位有效蓄积,导致治疗效果大打折扣。这些瓶颈问题共同指向一个核心需求:一种可降解、能主动靶向炎症区域并响应微环境变化的智能纳米催化系统。
基于此,研究人员提出"可吸入自组装纳米酶"的创新解决方案。该平台以单宁酸修饰的二氧化铈纳米粒(CeTA)为核心,通过硫缩酮(thioketal)连接子将其与β-折叠肽(KLVFF)及聚乙二醇(PEG)偶联,构建出CeTA-K₁tkP复合体。其独特优势在于三重机制协同:首先,CeTA在酸性溶酶体中可降解(28天降解率68%),并具有SOD/CAT双酶活性,能高效清除·OH与O₂·⁻;其次,高浓度ROS会裂解硫缩酮,触发肽链自组装成β-折叠纤维网络,使纳米酶在炎症部位特异性聚集蓄积;最后,该平台能促进巨噬细胞向抗炎修复的M2型极化,并直接结合流感病毒血凝素(HA)与仙台病毒HN蛋白,阻断病毒侵入。这种"ROS响应-自组装靶向-催化清除-免疫调节"的多级联策略,为应对病毒性肺炎及继发细菌感染提供了兼具安全性、高效性与广谱性的治疗新范式。