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「返朴」除了紫外线，这些光也可以杀死病毒( 四 )


「返朴」除了紫外线，这些光也可以杀死病毒
本文插图
图3：PUVA的作用机制
PUVA的光化学灭活活性可以杀死病原体 ， 但又能保持其新陈代谢的能力（Killed But Metabolically Active ， KBMA） ， 也就是说这种方法可以使整个微生物被灭活 ， 但仍保持免疫原性 ， 因此可以用于疫苗开发 。 一些研究小组已经利用完整微生物个体开发出重组和病原衍生的KBMA疫苗 ， 这些微生物已被证明是无害的 ， 具有免疫原性 ， 这一技术给特异性疾病的预防和减少动物模型传染病的发生带来了新的希望 。
此外 ， PUVA还可用于其他多种病毒的灭活 ， 如登革病毒、基孔肯雅病毒、SARS-CoV等 。 有些研究人员使用酸性石灰和合成的补骨脂加强太阳对水的消毒作用 。 他们对其中所含的诺如病毒、大肠杆菌和MS2噬菌体进行了实验室评估 ， 发现补骨脂素和酸性石灰提取物与紫外线辐射协同作用 ， 能够加速微生物的失活 。
3、蓝光灭活病原体的机制和应用
尽管紫外线的杀菌作用已为人熟知 ， 但是它具有引起皮肤损伤和致癌的风险 ， 更为严重的缺陷是 ， 紫外线不具有或仅具有较弱的杀伤细菌孢子的作用 。 而生物武器所用的细菌制剂通常是从表现出抗生素耐药性或能够形成内生孢子和生物膜的细菌中选择 ， 以使其能够对现有的抗菌治疗方案具有更强的耐药性 ， 这样才能发挥最大的破坏能力 。 由于这些原因 ， 研究人员仍然需要对毒性强的细菌、真菌和病毒进行研究 ， 以便能成功击败可能的生物战 。
目前的研究表明 ， 可见光中的蓝光也具有杀菌的效果 ， 它的波长范围为435-450纳米 。 与紫外线照射相比 ， 蓝光不仅可以杀伤耐抗生素细菌和细菌孢子 ， 而且对哺乳动物细胞的危害要小得多 ， 因此利用可见光进行杀菌更具有明显的优势 。
波长为405纳米的蓝光对革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌显示出广谱的抗菌效果 。 目前 ， 已经有人提出用蓝光作为替代疗法 ， 治疗一些对甲氧西林和青霉素产生耐药性的细菌感染 。 蓝光杀伤耐抗生素细菌的机理可能是 ， 它能够被细菌产生的卟啉吸收 ， 导致自由基增加 ， 进而影响细胞质膜蛋白和DNA ， 或直接影响细菌的耐光色素 。
另一方面 ， 高强度的波长为405纳米的蓝光也能够有效灭活蜡样芽胞杆菌、巨芽孢杆菌、枯草杆菌和艰难梭状芽胞杆菌 。 这是一个氧依赖的过程 ， 405纳米蓝光可能与细菌内生的光致激发生色团 ， 如粪卟啉发生作用 ， 进而在芽孢杆菌和梭状芽胞杆菌体内产生单线态氧等对细胞具有毒性的活性氧 ， 从而对细菌产生损伤 。
然而需要注意的是 ， 蓝光不仅能调控细菌的活力 ， 抑制生物膜的形成 ， 增强对细菌的光灭活作用 ， 同时也能增强细菌的毒力因子 。
高强度的405纳米光除了可以在医疗、军事和农业等领域 ， 用于防治炭疽芽孢杆菌和蜡样芽孢杆菌等的暴露外 ， 也可以用于空气、接触表面和医疗器械等的消毒工作 。 现在市面上流通的祛痘用的蓝光治疗仪和蓝光洗衣机也是基于蓝光灭菌的原理 。
4、光动力疗法
光动力疗法 (PDT) 是一种非侵入型治疗方法 ， 使用无毒光敏剂和无害的可见光或近红外光来产生单线态氧和其他活性氧 ， 这些活性氧能够作用于核酸、蛋白质和不饱和脂肪酸等生物大分子 ， 引起细胞损伤 。 例如 ， 用光动力疗法治疗癌症时 ， 活性氧会对肿瘤细胞内这些关键的生物分子造成损伤 ， 并引发细胞凋亡 。 光动力疗法的生物靶标 (蛋白质、脂类、核酸) 是所有种类微生物及其衍生物的主要成分 。 因此 ， 光动力疗法可以摧毁所有已知的生物武器 。
光动力钝化作用产生的短寿命活性氧是导致病毒关键分子靶损伤的主要原因 。 单线态氧和其他活性氧 (过氧化氢、超氧化物和羟基自由基) 可攻击不同的病毒靶标 ， 如病毒囊膜、蛋白、衣壳、核心蛋白及核酸等 ， 从而使病毒丧失感染性 。 已有研究表明 ， 囊膜病毒可因蛋白质损伤而失活 。 由于光动力钝化作用能够对病毒蛋白产生损伤 ， 因此即使是无囊膜病毒也能被有效灭活 。


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