2021年5月26日，美国匹兹堡大学医学院（UPMC）的时毅教授与匹兹堡大学疫苗研究中心（Center for vaccine research）的合作者在Science Advances发表文章，展示了一种基于纳米抗体的抗新冠病毒（SARS-CoV-2）喷雾疗法。在仓鼠实验中，这种喷剂可以防治新冠病毒感染引起的严重症状。

研究人员介绍，“这是首次纳米抗体喷雾以超低剂量（仅0.2mg/kg）治疗新冠病毒感染在临床前动物模型中获得成功”。

此前，时毅教授带领他的实验室成员向宇菲和桑喆等，在《科学》杂志上发表论文，介绍他们从大羊驼体内快速发现并研究了8000多个高亲和力的SARS-CoV-2纳米抗体。该纳米抗体类似于单克隆抗体，但体积更小，更稳定并且生产成本更低。

通过设计，研究人员将其中一种病毒中和能力最好的纳米抗体（Nb21）做成三聚体的形式，以此进一步增强其抗病毒活性。在与雾化专家Doug Reed博士的合作下，研究人员开发了这种纳米抗体的可吸入式雾化剂，将其命名为Pittsburgh Inhalable Nanobody-21（PiN-21），是迄今已鉴定出的最有效的抗病毒纳米抗体。

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研究人员用喷雾给药的方式给仓鼠施用了PiN-21，来检验这种新型抗体预防和治疗新冠感染的功效。结果显示，接受安慰剂组的仓鼠在感染一周内体重减少高达16%，相当于普通成年人一周减少约20磅；而吸入低剂量的可雾化纳米抗体的仓鼠，则完全未出现与重症新冠感染相关的症状，仓鼠的鼻腔、喉咙和肺部的病毒颗粒数量减少了上百万倍，肺部未出现生理病变，预防了相关炎症。

时毅教授指出：“通过使用可以直接作用于感染部位（呼吸道和肺）的喷雾疗法，我们可以使治疗更加高效。我们的数据显示PiN-21可以对重症COVID19起到强效的保护作用，并有潜力阻止病毒的传播，我们对此感到非常兴奋和鼓舞。”

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由于PiN-21被制成了可吸入性喷雾，因此使用时无需扎针注射。为了通过雾化的方式提供治疗，研究人员必须克服一系列技术难题：小颗粒雾化剂必须能深入到肺部，雾化的颗粒必须足够小以避免凝结，并且它们要有足够的强度以承受极端压力最终要能悬浮在空气中。