超声可有效破坏包膜呼吸道病毒的结构完整性

将声波用作对抗病毒的工具

大多数人知道超声是用于孕检和心脏检查的安全成像工具。这项研究提出了一个大胆的问题：同样类型的声波是否也可以用来瓦解有害病毒（例如导致COVID-19或季节性流感的病毒），而不损害我们的细胞？研究人员表明，在某些医疗频率下，超声可以物理性地震动这些病毒，直到它们的外壳失效，这提示了一种令人意外的、非药物的抗病毒途径。

微小入侵者遇上温和声波

像SARS-CoV-2（导致COVID-19的冠状病毒）和甲型流感（H1N1）这样的病毒包裹在脆弱的脂质外衣中，称为包膜。当前杀灭病毒的手段常依赖化学品、加热或强烈辐射，这些方法也可能损伤人体组织。该团队转而从物理学角度出发，研究已被证明用于医学成像且安全的高频超声是否可以被调整到使病毒本身吸收声能并开始以削弱其结构的方式振动——类似于共振会使水晶杯在恰当频率下开裂的现象。

观察到病毒被物理性破坏

为检验这一想法，研究人员将实验室培养的SARS-CoV-2和H1N1样本暴露在与医院扫描仪相同的一般频率范围（3–20兆赫）内，重点关注约7.5兆赫的一个“甜点”频段。随后他们测量了溶液中病毒粒子的尺寸变化，并在极高放大倍数下对其成像。在未经处理的样本中，两种病毒都呈现为相当均匀的球状体，尺寸范围较窄，这与完整病毒颗粒的已知特征一致。

从光滑球体到爆裂般的残骸

在这些条件下接受超声处理后，情况发生了显著变化。对于SARS-CoV-2，尺寸测量显示许多大颗粒消失，取而代之的是由更小碎片混合组成的信号，表明病毒包膜碎裂成片。对于H1N1，完整颗粒的信号几乎消失，显示破坏更为严重。电子显微镜和原子力显微镜显示，曾经光滑的病毒球体出现塌陷、凹陷和裂纹，表面变得粗糙不规则。一些颗粒呈现出“爆米花样”外观，与包膜破裂、内部物质外溢相一致。

在无加热或化学作用下感染性下降

结构损伤只有在减少病毒感染能力时才具有意义。为验证这一点，团队用超声处理了冠状病毒样本，然后用这些样本去感染培养的细胞。与未经处理的病毒相比，超声处理样本导致感染细胞数量大幅减少，病毒复制的迹象也显著减弱。这一结果在原始武汉株以及在较小程度上对Gamma和Delta变体均成立。效果对频率高度敏感：接近7.5兆赫的模式比较低频率更为有效。关键的是，细致监测显示含病毒的液体几乎未升温且酸碱度无明显变化，从而排除了简单加热或化学损伤作为失去感染性的解释。

声波作用于病毒的新机制

为解释这些结果，作者区分了超声作用于物质的两种截然不同方式。在用于工业清洗槽的低频超声中，会产生并塌陷微小气泡，产生热量、压力冲击和活性分子，从而损害周围的一切——包括病毒和健康组织。而在这里使用的较高医疗频率下，团队认为另一种过程占主导：共振。因其尺寸、形状和刚性，病毒颗粒可以吸收声能并强烈振动，而相邻的细胞则不会。在多次快速振动循环中，包膜内应力逐渐积累直至断裂，将病毒拆解，而不会使周围环境发生沸腾或燃烧。

这对未来治疗可能意味着什么

简言之，这项工作表明我们可能能够“调谐”超声设备，使其将某些病毒振碎，同时在很大程度上不伤害人类细胞。该研究仍处于实验室阶段——尚未对患者进行治疗，关于在体内效果如何仍有许多疑问。但由于超声设备在临床中已很常见且被认为是安全的，基于共振的方法提示了一个前景：医生将来可能将精心选择的声波纳入工具箱，作为单独的抗病毒手段，或作为削弱病毒以便药物和免疫系统完成清除的一种辅助手段。

引用: Veras, F.P., Nakamura, G., Pereira-da-Silva, M.A. et al. Ultrasound effectively destabilizes and disrupts the structural integrity of enveloped respiratory viruses. Sci Rep 16, 8612 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-37584-x

关键词: 超声 抗病毒, SARS-CoV-2, 流感, 病毒包膜, 共振