前沿科技之仿生脾能清除血液中大部分病原體

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美國韋斯仿生工程研究所近日開發(fā)出一種高科技設(shè)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(shè)備是受脾臟功能的啟發(fā)，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(dǎo)致膿毒癥，這是一種有生命危險的免疫反應(yīng)。
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在醫(yī)生無法判斷感染原因時，超過50%的可能會激發(fā)膿毒癥，所以醫(yī)生會用抗生素攻擊多種細菌，但這會導(dǎo)致細菌產(chǎn)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(fā)出了“生物脾”設(shè)備來過濾血液。據(jù)自然網(wǎng)站9月15日（北京時間）報道，“生物脾”用了一種改良版的甘露糖—結(jié)合外源凝集素（MBL）涂在磁性納米珠外面，MBL是一種人體內(nèi)的蛋白質(zhì)，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(jié)合。當(dāng)血液進入“生物脾”設(shè)備后，經(jīng)MBL裝備的納米珠會與大部分病原體結(jié)合，再通過設(shè)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(nèi)。

為了測試設(shè)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(jié)果在感染5個小時后，經(jīng)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(fā)現(xiàn)，“生物脾”能清除小鼠血液中超過90%的細菌。而且經(jīng)過血液過濾的小鼠，肺部及其他器官也更少發(fā)炎，這表明它們發(fā)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(dāng)于一個成年人體內(nèi)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(jié)果發(fā)現(xiàn)設(shè)備在5小時內(nèi)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(dāng)“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(tǒng)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(shù)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(xué)學(xué)院傳染與免疫專家奈杰爾·克雷恩說，診斷醫(yī)師還能用“生物脾”收集血液中的病原體樣本，培養(yǎng)識別，最終確定用哪種藥物療效最好。輸血和血液過濾已經(jīng)成為常規(guī)療法，他希望“生物脾”能在兩年內(nèi)進入人類臨床實驗。