“用声音”破坏病毒？超声波使COVID-19和流感病毒破裂的新研究

不是通过药物抑制病毒，也不是通过疫苗提前激活免疫，而是用“声音的力量”直接破坏病毒本身——这样的研究听起来像科幻小说，但却在现实的科学论文中引起了关注。

由巴西圣保罗大学等组成的研究团队使用高频超声波，展示了破坏SARS-CoV-2（即COVID-19的致病病毒）和H1N1流感病毒结构并使其失活的可能性。研究成果发表在Scientific Reports上，并由Phys.org和FAPESP等报道。

关键在于，超声波不是通过“加热烧毁”病毒，也不是“像化学药品那样化学性地破坏”病毒。研究团队关注的是一种现象，即通过声波使病毒颗粒的结构震动，导致膜或外壳无法承受的“声学共振”。

用“叫喊声”破坏病毒的构想

报道中，这一机制被形容为“像用叫喊声与病毒作战”。当然，这并不是说人类大声喊叫就能破坏病毒。使用的是人类耳朵听不到的高频超声波。

在此次研究中，研究了3至20MHz的高频超声波。这与用于医学影像诊断的超声波频率范围相近。然而，与用于器具清洗和杀菌的超声波的机制不同。清洗用超声波中，液体中的微小气泡剧烈崩溃的“空化”现象是主要作用。空化虽然强大，但也容易对周围的生物组织造成损害。

研究团队的目标不是低频下泡沫崩溃的破坏性作用，而是通过MHz频段的超声波使病毒颗粒本身积累振动能量。包裹病毒外部的包膜振动、变形，最终裂开。研究人员将其比作从内部爆裂的“爆米花效应”。

在SARS-CoV-2和H1N1中确认结构变化

论文中报告了在SARS-CoV-2和H1N1流感病毒中，超声波照射后颗粒大小和结构发生变化。

在SARS-CoV-2中，未经处理的病毒颗粒显示出相对一致的大小分布，而超声波处理后出现了更小的碎片峰值。这表明病毒颗粒可能部分分解或碎片化。在H1N1中，据称处理后可测范围内的明显颗粒信号消失，可能发生了更广泛的结构崩溃。

此外，通过扫描电子显微镜和原子力显微镜的观察，SARS-CoV-2的外部轮廓崩溃，表面出现凹陷和裂缝，光滑的病毒颗粒变成不规则形状。这表明不仅仅是大小发生了变化，感染所需的包膜和表面结构本身也受到了损害。

感染性也降低，但仅限于试管内研究

如果仅仅是结构被破坏，可以说只是“外观改变”。重要的是，这是否会导致感染能力的下降。

研究团队将超声波处理后的SARS-CoV-2感染细胞，并检查了病毒的刺突蛋白和复制的标志物双链RNA的信号。结果显示，在特定条件下，感染和复制的信号显著抑制。特别是在7.5MHz附近的条件下，效果更强，野生型SARS-CoV-2的病毒抗原和复制信号几乎消失。

然而，这里需要谨慎解读。此次研究主要是在in vitro，即试管内或培养细胞中进行的研究。在人体内是否能同样有效地仅针对病毒进行破坏，是否能安全且充分地将超声波传递到肺、鼻腔、血液、组织深处的病毒，还有待验证。

“能用超声波治疗COVID-19和流感”下结论为时尚早。目前，准确的理解是“在特定条件下，超声波可能物理性地破坏病毒颗粒并降低感染性”。

为什么只有病毒被破坏，细胞不容易被破坏

这项研究受到关注的原因不仅仅是因为破坏了病毒。施加强大的能量，许多东西都会被破坏。问题在于能否在避免对人体造成伤害的同时，精准地针对病毒。

研究团队的解释是，关键在于“形状”和“大小”。接近球形的包膜病毒更容易吸收特定频率的超声波能量。声能在颗粒内部积累，外壳或包膜上积累机械应力。结果，病毒颗粒变形、裂开，失去感染所需的结构。

另一方面，宿主细胞比病毒大得多，结构也不同，因此在同一声场中不容易吸收相同的能量。论文强调，这不是像低频空化那样泡沫崩溃无差别地伤害周围，而是MHz频段共振的非热性、非化学性机制。

不过，要断言“对细胞完全没有影响”，还需要在更多样的细胞种类、组织、动物模型，最终在临床试验中进行验证。如果考虑医疗应用，需要确认的项目很多，如频率、输出、照射时间、照射部位、组织内的衰减、热的产生、对免疫反应的影响等。

对变异株也有效的可能性

研究人员寄予厚望的一点是，这种方法依赖于病毒的物理形状，而非遗传序列。

抗病毒药物通常以病毒的酶或特定蛋白质为目标。因此，目标形状因变异而改变时，效果可能减弱。疫苗也可能因免疫识别部位的变化而降低感染预防效果。

相比之下，声学共振引起的物理破坏利用了病毒接近球形的颗粒并具有包膜这一大的结构特征。理论上，即使刺突蛋白的一部分发生变异，只要颗粒整体的物理性质没有大幅改变，效果就可能维持。

不过，论文显示在SARS-CoV-2的野生型、伽马株、德尔塔株中，敏感性存在差异。特别是在伽马株和德尔塔株中，某些条件下确认了残余信号，表明最优频率条件的重要性。因此，与其说“与变异无关万能”，不如说“变异株可能需要不同的最优条件”。

与现有超声波医疗的距离感

医疗用超声波广泛用于孕妇检查、心脏、腹部、血管的检查等。作为非侵入性且不使用放射线的影像诊断技术，它是熟悉的技术。因此，人们可能会期待“是否可以用已经在医院的机器进行病毒治疗”。

然而，用于诊断和作为治疗在目标位置施加目标能量是两个不同的问题。诊断用超声波是为获得图像而设计的，并未优化为治疗目的稳定地引发病毒颗粒的共振破坏。要在人体复杂的组织内重现研究中使用的条件，可能需要专用的装置设计和照射协议。

此外，在呼吸道感染的情况下，病毒存在于鼻腔、喉咙、气道、肺等多个地方。由于肺含有大量空气，超声波的传播也很困难。在将能量传递到深部组织时，还必须谨慎评估对周围组织的影响和热的积累。

即便如此，物理性的抗病毒策略这一构想具有很大的吸引力。因为它不容易产生药物耐药性，不使用化学物质，可能不依赖于特定的病毒蛋白质。研究人员表示，他们也在推进对登革热、基孔肯雅热、寨卡热等其他包膜病毒的测试。

社交媒体上期待与质疑并存

这则新闻也被Reddit的r/science和r/Futurology讨论。反应中，科学新闻般的期待、社交媒体特有的幽默以及谨慎的疑问交织在一起。

首先引人注目的是“这是否真的能转化为治疗”的期待。抗病毒药物的开发既耗时又昂贵，而且病毒变异可能导致效果不稳定。因此，对不同于药物的物理方法的关注是自然的。特别是因为涉及COVID-19和流感这类常见感染病，很多人认为“将来可能成为呼吸道病毒的新选择”。

另一方面，评论区也迅速出现了技术性疑问。例如，有人问“频率是多少”，并关注论文摘要中提到的3至20MHz的条件，以及在7.5MHz附近观察到强效的点。这是一个非常重要的视角。虽然都称为超声波，但低频的清洗用超声波和接近医学影像诊断的高频超声波，其作用机制和安全性不同。

此外，还有人开玩笑说“每次得流感都要去山上修行吗”。这是因为用声音或叫喊声破坏病毒的表述让人联想到游戏或幻想中的“呐喊”。当科学新闻在社交媒体上传播时，这样的比喻一方面有助于理解，但也容易产生误解。实际上，这不是用声音或音乐破坏病毒，而是使用控制的频率、输出和照射时间的超声波进行的研究。

此外，在医疗和科学社区中，“这仍然是in vitro阶段”的冷静看法也很重要。在试管中对病毒悬浮液施加超声波，与在人体内的感染部位安全地实现同样效果有很大差异。社交媒体的反应不仅仅是简单的赞美，而是“有趣，但离临床应用还有距离”的看法占据主流。

应将其视为“新入口”的研究，而非过度期待

此次研究并不是立即可在医院使用的治疗方法。也不是说感染了COVID-19或流感的人接受超声波检查就能治愈。也不是说可以用家用超声波设备或美容设备治疗感染。

更重要的是，展示了对病毒“物理性破坏”这一新入口。迄今为止，病毒对策主要是疫苗、抗病毒药物、消毒、通风、口罩、免疫控制等生物学、化学和公共卫生方法。现在，可能会增加一种通过精确调整频率的声波破坏病毒颗粒的物理学方法。

如果将来能为特定病毒确立安全的照射条件，可能会成为局部感染部位的辅助疗法、医疗设备的高级无菌化、血液或体液来源样本的处理，或与药物结合的新治疗策略。

不过，人体应用面临高门槛。在体内，病毒并不是单独漂浮的，而是存在于细胞、粘液、血液、免疫成分、组织结构中。需要找到在为病毒提供足够能量的同时不损害周围组织的条件。此外，在病毒量多的急性感染、潜伏感染、慢性感染、全身性感染中，所需的照射方法也可能不同。

“声音医学”能走多远

超声波已经在医学领域不仅用于诊断，也用于治疗。碎石、聚焦超声治疗、肿瘤应用、药物递送辅助等，使用声波的医疗技术正在扩展。此次研究在这一延长线中提出了“直接针对病毒颗粒”这一新主题。

有趣的是，病毒非常小，以至于传统直觉认为不容易与超声波发生相互作用。超声波的波长远长于病毒颗粒。尽管如此，接近球形的颗粒吸收能量，通过内部振动导致结构破裂的可能性被展示出来。这其中交叉了物理学与病毒学的趣味。

这项研究今后应推进的方向是明确的。首先，调查更多病毒种类是否有类似效果。其次，在各种人源细胞和组织模型中验证安全性。第三，在动物模型中评估体内应用的可能性。第四，实际作为医疗设备使用时，明确照射条件、装置形状、治疗对象。

结论：有希望但尚未成为“治疗方法”

此次新闻非常吸引人。COVID-19和流感这两种与许多人相关的病毒，可能不是通过药物，而是通过高频超声波被破坏。而且，不是像低频空化那样无差别地破坏周围，而是利用病毒颗粒的形状和结构选择性地破坏。

然而，目前正确的理解是“新治疗方法已经完成”而不是“可能导致新治疗方法的现象在实验室中被展示”。社交媒体的热议也包含了期待和谨慎的双重态度。这反映了阅读科学新闻时重要的姿态。

许多重大发现最初都是从小的实验室结果开始的。此次通过声波摇动病毒壳并剥夺其感染能力的构想也只是一个开始。然而，如果抗病毒战略的未来能加入“调频破坏”这一新选择，感染症的对抗方式可能会有所改变。

出处URL

Phys.org：介绍此次研究的一般向新闻文章。参考研究概要、研究者评论、“爆米花效应”及临床应用的距离感。
https://phys.org/news/2026-05-ultrasound-rupture-covid-flu-viruses.html

Scientific Reports刊登论文：展示高频超声波不稳定化SARS-CoV-2和H1N1