吸入式给药输送的nanoDEX显著抑制了肺部损伤，具有巨大潜力对于COVID-19相关的免疫失调和肺部损伤。

　　由于SARS-CoV-2引起的2019冠状病毒病（COVID-19）大流行，对公共卫生和全球经济产生了严重的影响。为了消除病毒并抑制感染，身体对SARS-CoV-2感染作出免疫细胞激活和细胞因子分泌的反应。然而，被称为“细胞因子风暴”的细胞因子持续高水平分泌可能会加重炎症并导致免疫功能障碍。临床上，大多数COVID-19患者表现出轻度或中度症状，但约20％的患者会因细胞因子风暴而表现出严重肺炎，多器官衰竭甚至感染性休克。目前，仅有少数药物或治疗策略可用来医治严重COVID-19患者。

　　（DEX） 是首个显示在严重COVID-19患者中具有挽救生命功效的药物。在全球最大的涉及COVID-19的临床试验中，使用DEX可将COVID-19患者的死亡率降低。DEX预计将在COVID-19上产生重大影响，不仅因为DEX是首个显著提高患者生存率的药物，而且因为它广泛可得且非常便宜。 然而，DEX是一种糖皮质激素，其受体广泛表达于大多数细胞类型，因此使用DEX有几率会使严重的副作用，例如骨质疏松和骨折、股骨缺血性坏死等，这些都限制了DEX大范围的应用，特别是高剂量的长期治疗。尽管存在这样一些问题，DEX对抑制细胞因子可能是有益的，尤其是DEX可以被输送到肺组织和靶细胞，这些细胞在COVID-19治疗中起着关键作用。

　　细胞外囊泡（EVs） 是细胞分泌的脂质囊泡，参与生理和病理过程，因此在免疫治疗方面具有巨大潜力。此外，由于其良好的安全性和稳定能力，EVs被视为下一代药物输送平台。然而，从生产方面来看，细胞分泌的EVs不足以用于免疫治疗和药物输送。因此，细胞源性纳米囊泡（NVs）已被用作EVs的替代品，能够最终靠超声波和细胞膜挤压制备。更重要的是，NVs还包含源细胞的特定脂质和蛋白质，因此继承了源细胞的独特性质。例如，最近证明，NVs可当作诱饵来捕获病毒和广谱细胞因子，抑制病毒感染和肺部炎症。前期的工作研究提示，我们大家可以使用NVs装载DEX的靶向输送和细胞因子的协同中和来改善COVID-19的治疗。

　　图1：(A) 可吸入nanoDEX用来医治COVID-19的示意图。（B）中性粒细胞和N-NVs的TEM图，以及N-NVs粒径大小。(C) R-NVs和N-NVs的结合力分析。（D）趋化因子和细胞因子受体的Western blot分析。（E）N-NVs的载药率和释药率。 该研究介绍了制备DEX-N-NVs的三个步骤：分离中性粒细胞、获得N-NVs、将DEX加载到N-NVs中。N-NVs是通过超声和小型挤压器的细胞膜纳米孔连续制备的，平均尺寸为90nm（图1B）。

　　N-NVs具有趋化因子和细胞因子受体，包括CCR2、CXCR2、CXCR4、IL-6R、IL-1βR和TNF-αR，依靠这些细胞因子受体可以高效地吸附炎症细胞因子（图1C,D）。DEX-N-NVs的最佳载药率约为9.71%，以及约71.16%的总DEX在48小时内从N-NVs中泄露出来，表明DEX-N-NVs具有持续释放的特点（图1E）。 nanoDEX通过两步策略对抗COVID-19细胞因子风暴：第一步是DEX的细胞因子下调，第二步是iSEND的细胞因子中和。在LPS诱导的急性肺炎小鼠模型中，nanoDEX明显降低了肺部的细胞因子水平，并有效抑制了免疫失调状态，并且可显著抑制LPS诱导的肺损伤。

　　为了研究nanoDEX的安全性，研究团队在大鼠模型中观察到，nanoDEX治疗显著保护了大鼠免受DEX引起的副作用的影响，包括骨质疏松症的发生（图2A）。 K18-hACE2转基因小鼠表达人类SARS-CoV-2受体（ACE2），易感SARS-CoV-2感染，导致剂量依赖性的肺炎症状。研究通过吸入式给药途径将DEX或nanoDEX输送到小鼠肺部，发现nanoDEX可以轻松又有效地抑制SARS-CoV-2感染从而引起的肺部细胞因子/趋化因子上调，并减轻肺部损伤。此外，nanoDEX还能够抑制SARS-CoV-2感染从而引起的全身炎症反应，且使用nanoDEX的小鼠体重下降更缓，进一步证明了其生物安全性。 研究使用恒河猴测试了可吸入nanoDEX的抗COVID-19疗效。在遗传水平上，与DEX治疗相比，nanoDEX治疗有效抑制了SARS-CoV-2感染从而引起的细胞因子/趋化因子上调（图2B）。

　　图2：(A) 经指示治疗后大鼠的骨灰重、干重和灰/干比分析和骨中Ca2+、P5+含量的变化。（B）恒河猴血清细胞因子基因表达qRT-PCR分析。（C）治疗后H&E染色气管和肺组织。（D）不同组之间肺部差异表达基因的火山图和与炎症损伤相关通路相关的基因的热图。

　　总之， 吸入式给药输送的nanoDEX显著抑制了肺部损伤，具有巨大潜力对于COVID-19相关的免疫失调和肺部损伤。 该研究特别感谢国家自然科学基金委员会、广东省自然科学基金委员会、深圳市科技创新委员会、深圳湾实验室开放基金等经费支持。