這項由賓夕法尼亞州牙科醫學院的Henry Daniell領導並跟佩雷爾曼醫學院和獸醫學院以及威斯塔研究所和弗勞恩霍夫美國公司的科學家合作進行的研究可能會在對抗COVID-19大流行病的武器庫中帶來一種低成本的工具。他們的研究發表在《Molecular》上。
“SARS-CoV-2會在唾液腺中複製，我們知道，當被感染的人打噴嚏、咳嗽或說話時一些病毒會被排出併到達其他人那裡。這種口香糖提供了一個中和唾液中病毒的機會，這給我們提供了一種可能減少疾病傳播源的簡單方法，”Daniell說道。
雖然針對COVID-19的疫苗接種幫助改變了大流行病的進程，但並沒有杜絕傳播。即使是完全接種疫苗的人仍可以感染SARS-CoV-2，並且根據最近的研究，可以攜帶跟未接種疫苗的人類似的病毒量。
在這次大流行之前，Daniell一直在研究治療高血壓的血管緊張素轉換酶2(ACE2)蛋白。他的實驗室使用一種獲得專利的植物生產系統培育這種蛋白質以及其他許多可能具有治療潛力的蛋白質。通過利用目標蛋白的DNA轟擊植物材料，他們哄騙植物葉綠體來吸收DNA並開始生長蛋白質。凍乾和磨碎的植物材料可被用作傳遞蛋白質的手段。這個系統有可能避免蛋白質藥物合成的通常障礙：即昂貴的生產和純化過程。
Daniell過去在ACE2方面的工作在COVID-19大流行的背景下被證明是偶然的。人體細胞上的ACE2受體恰好也能結合SARS-CoV-2的刺突蛋白。其他研究小組已經表明，注射ACE2可以減少嚴重感染者的病毒負荷。
與此同時，Daniell和賓夕法尼亞州牙科醫生的同事Hyun（Michel）Koo的另一項工作涉及開發一種注入植物生長的蛋白質的口香糖以此來破壞牙菌斑。將他對ACE2的見解跟這項技術結合起來，Daniell想知道這種注入了植物生長的ACE2蛋白的口香糖是否能中和口腔中的SARS-CoV-2。
為了找到答案，Daniell聯繫了賓夕法尼亞大學醫學院的Ronald Collman，他是一位病毒學家和肺部及重症監護醫生，他的團隊從大流行病的早期階段就開始收集COVID患者的血液、鼻拭子、唾液和其他生物標本用於科學研究。
Collman說道：“Henry聯繫了我，問我們是否有樣本來測試他的方法、什麼樣的樣本適合測試以及我們是否可以在內部驗證唾液樣本中的SARS-CoV-2病毒水平。這帶來了在我們的微生物組研究基礎上的跨校合作。”
為了測試口香糖，該團隊在植物中培育了ACE2，然後將其跟另一種能使蛋白質穿過粘膜屏障並促進結合的化合物配對，最終將得到的植物材料納入肉桂味口香糖片。通過將從COVID陽性患者的鼻咽拭子中獲得的樣本跟口香糖一起孵化，ACE2可以中和SARS-CoV-2病毒。
在這些初步調查之後，威斯塔研究所和賓夕法尼亞州獸醫局又進行了其他調查，在這些調查中，比SARS-CoV-2致病性低的病毒被修改為表達SARS-CoV-2刺突蛋白。科學家們觀察到，口香糖在很大程度上阻止了病毒或病毒顆粒進入細胞，或是通過阻斷細胞上的ACE2受體或直接跟刺突蛋白結合。
最後，研究小組將COVID-19患者的唾液樣本暴露在ACE2口香糖中，結果發現病毒RNA的水平急劇下降且幾乎無法檢測到。
該研究小組目前正在努力爭取獲得進行臨床試驗的許可以評估該方法在感染SARS-CoV-2的人身上進行測試時是否安全和有效。
Collman說道：“Henry在植物中製造蛋白質並口服使用的方法是廉價的，希望是可擴展的，它真的更加聰明。”
雖然這項研究仍處於早期發展階段，但如果臨床試驗證明這種口香糖是安全和有效的，則就可以給那些感染狀況不明的病人使用，甚至在必須摘掉口罩的牙科檢查中使用以減少將病毒傳給護理人員的可能性。
“我們已經在使用口罩和其他物理屏障來減少傳播的機會。這種口香糖可以作為這場鬥爭中的一個額外工具，”Daniell說道。