蕓石書穆

ABSTRACT

從二十世紀的英國開始，在地下的深井里，塵肺就開始困擾煤炭工人。時至今日，盡管煤炭工人使用的工具一變再變（劉慈欣的 地火 對此有很好的探討），但接觸粉塵行業(yè)人們卻依然無法擺脫塵肺的影響。而在我國，無論是富含煤礦的山西，還是較少煤炭開發(fā)的廣東。矽肺一直在職業(yè)病中占部分比例，并且呈逐年上升的趨勢。（塵肺在我國的發(fā)病情況，數(shù)據(jù)沿用至2019年<iframe src="//player.bilibili.com/player.html?aid=54488746&;;bvid=BV1Z4411n7Uy&cid=95308355&page=1" scrolling="no" border="0" frameborder="no" framespacing="0" allowfullscreen="true"> </iframe>）

通過對塵肺的基本了解，我們可以知道，塵肺主要是小直徑的二氧化硅顆粒（矽肺專指由二氧化硅顆粒引發(fā)的塵肺）在呼吸系統(tǒng)遠端沉積造成的，其危害最大的部分在于由吞噬二氧化硅顆粒的巨噬細胞由于二氧化硅的影響壞死，導致呼吸道纖維化失去彈性，進而影響呼吸功能。因此如果想要抑制病情的發(fā)展，則有以下兩種途徑

1 避免吞噬細胞與抗原接觸（此方面研究較少）

2 抑制免疫反應（以藥物可的松米為代表，為主要的治療手段）

設想

我們將以途徑一的思路研究藥物。我們首先會發(fā)現(xiàn)，肺結核也是會在肺中進行性的產生纖維化結節(jié)。并且由此產生的結節(jié)足夠封閉來阻止免疫細胞的進入。那么，我們是否可通過人工誘導的方式在二氧化硅顆粒上可控的產生纖維化結節(jié)，來阻止病情進一步惡化呢？

還有一種設想則來自抗凍蛋白（具體名稱忘了，但其作用機理為通過使單體蛋白聚合成平面狀多聚體來結合到冰面上，且其氫鍵的間距恰好為冰面水分子氫鍵的間距，因而能進行特異性結合）我們可以將其原理應用到藥物設計上，通過同樣的特異性結合二氧化硅晶體的表面來阻止二氧化硅顆粒與免疫細胞接觸。

可行性分析

在找資料的過程中，我們可以發(fā)現(xiàn)，前者的原理存在問題，結核桿菌通過提高巨噬細胞溶酶體內pH值來逃逸，其誘發(fā)纖維化結節(jié)的原理與二氧化硅相同（即使溶酶體在胞內堆積最終壞死），故要實現(xiàn)此種方法，必須要實現(xiàn)在二氧化硅上提前進行蛋白質修飾，且使結節(jié)形成過程可控，因而完全不具有現(xiàn)實意義。

第二種方法相比之下則具有較高的可行性。蛋白單聚體可以通過吸入噴霧或通過蛋白質工程來作用于病灶，但噴霧往往只能作用于較大的器管和支氣管，不適于末端的肺泡。故我們只能寄希望于通過蛋白質工程來進行治療。在不考慮成本的情況下，既然噴霧已不適用于治療，那么藥物只能通過注射來進入人體（可以考慮胸刺穿來注射，這樣更方便但有氣胸的風險）。

蛋白質設計需要注意的點

1.由于我們必須構建長時間穩(wěn)定的屏障，那么必須在蛋白質上進行提高穩(wěn)定性的修飾

2.蛋白質注入胸腔后，將以肺泡為靶向（還有一個要注意的點是如何使藥物穿過肺泡上皮細胞）

3.蛋白質應有可以自動聚合的結構域（可類似補體在膜上的聚集方式）

運用推廣

近年研究熱點腦機接口中的嵌入式腦機接口中包括異物嵌入的部分，其中包含二氧化硅制的芯片。運用此項成果是否可以增加相容性？