大小只有納米級別的病毒,卻是與人類糾纏不休的勁敵。司空見慣的流感病毒如無聊“舊客”每年定時騷擾;聞之色變的埃博拉之流似不受歡迎的“新朋”來去無蹤。
科學(xué)家能再降服一批病毒嗎?誰幫蕓蕓眾生了解病毒神出鬼沒的行蹤?會不會再有“超級病毒”作怪,誰能用升級版“疫苗”降服病毒?
2016年,我國科學(xué)家在與病毒之戰(zhàn)中顯出身手。且看專家盤點突破,析說功用。
阻斷慢性乙肝向肝癌轉(zhuǎn)化
突破:中國科學(xué)院微生物所孟頌東課題組研究發(fā)現(xiàn)慢性乙肝感染中一個名為miR-122的維持肝細胞正常功能的標志物,是阻斷慢性乙肝向肝癌轉(zhuǎn)化的一個重要靶標。
背景:數(shù)據(jù)顯示,全球約有2.4億慢性乙肝患者,我國約有9000萬患者。隨著我國乙肝疫苗接種的推行,嬰幼兒乙肝陽性率大幅降低,但對其他已經(jīng)感染病毒者仍缺乏徹底治愈方法。在肝細胞癌患者中,由乙肝病毒慢性感染引起的比例高達80%。
中科院微生物所研究員孟頌東說,人體肝臟中活躍著大量小RNA,對維持肝臟功能、阻止肝細胞癌變有重要作用。乙肝病毒感染肝細胞后產(chǎn)生大量的RNA/mRNA,像海綿一樣吸附和隔離這些小RNA,不僅讓乙肝病毒自身更容易在肝臟中復(fù)制生存,而且摧毀了阻止肝細胞癌變的主要“防線”之一。
之前的抗乙肝病毒治療都是針對病毒復(fù)制和病毒蛋白,以后可以針對病毒RNA和miR-122設(shè)計藥物。同時,通過向肝臟“回補”被乙肝病毒吸附的小RNA,有望防止肝細胞癌變,也能大大降低乙肝病毒的復(fù)制速度。
預(yù)警禽流感病毒
突破:在中科院院士、中科院微生物所研究員高福的帶領(lǐng)下,科學(xué)家們在H5N6禽流感病毒起源和進化機制研究取得突破。
背景:高致病性禽流感病毒H5N1亞型、H7N9亞型,以及自2014年出現(xiàn)的新型H5N6亞型不僅危害人類健康,同時也重創(chuàng)了家禽養(yǎng)殖業(yè)及活禽交易。禽流感病毒的特點是每時每刻都在發(fā)生突變,突變導(dǎo)致了過去不能感染人的禽流感病毒突破種間屏障,獲得感染人的能力,而活禽市場在禽流感病毒由禽類傳播到人類的過程中扮演著重要角色。
高福說,這一研究最大的意義在于預(yù)警。針對來自全國16個省份39個市縣活禽市場樣本的分析表明,我國北方地區(qū)以H9N2為主,長三角地區(qū)、華中地區(qū)及華南地區(qū)存在一定比例的H7N9。而在長三角地區(qū)以南,H5N6逐漸成為優(yōu)勢流行毒株。此前,H5N6病毒已有感染人類的病例報道。因此,長三角以南地區(qū)需做好疫情防護,有關(guān)部門可注意提前防控布控。
破解埃博拉入侵人體機制
突破:中國科學(xué)院微生物研究所高福院士團隊率先破解了埃博拉病毒入侵人體的機制,為抗病毒藥物提供了新的設(shè)計依據(jù)。
背景:自2014年初爆發(fā)的埃博拉病毒疫情在西非國家造成2.8萬余人感染和1.1萬余人死亡。由埃博拉病毒引起的埃博拉出血熱死亡率極高,約在59%至90%之間。然而,這一高病死率的病毒是如何感染細胞的?基本問題仍未解決,直接限制針對埃博拉病毒感染的藥物開發(fā)。
高福說,這個研究從分子水平闡釋了埃博拉病毒如何與細胞的膜結(jié)構(gòu)發(fā)生融合、釋放基因組。這種機制與之前病毒學(xué)家們熟知的四種膜融合激發(fā)機制都大為不同,代表第五種膜融合機制。根據(jù)新破解的入侵機制,研究人員有望針對性開發(fā)藥物,阻止埃博拉病毒感染。
可規(guī)模生產(chǎn)寨卡疫苗
突破:中國科學(xué)院微生物研究所利用B細胞單細胞測序技術(shù),從寨卡康復(fù)病人中快速分離鑒定出寨卡病毒特異的高效中和抗體,有望成為治療寨卡病毒感染的候選藥物。
背景:寨卡疫情蔓延十分迅速。自2015年寨卡疫情在巴西暴發(fā)以來,迅速在南美、中北美加勒比海地區(qū)蔓延開來,并進一步擴散到全球69個國家地區(qū),已報道有近200萬人感染。寨卡病毒的危害被逐步揭示出來:從最初的發(fā)燒、皮疹等輕微癥狀,到引起新生兒小頭癥及眼部發(fā)育異常,成年人神經(jīng)疾病,最近臨床病例還報道了寨卡病毒可以在精液中存活長達60天之久,并可通過性傳播。然而目前沒有針對寨卡病毒的疫苗和特異性藥物。
高福說,隨著研究的深入,寨卡病毒對人體健康的危害也許超出預(yù)想。我們建立的B細胞單細胞測序技術(shù),使得我們在短時間內(nèi)找到人源寨卡病毒的高效中和抗體。更為重要的是,這一技術(shù)平臺的建立表明我國在面對突發(fā)傳染性疾病時可快速響應(yīng),迅速分離、鑒定人源高效中和抗體,并在短時間內(nèi)提供大量、有效的應(yīng)急抗體,這對我國的生物安全具有重要意義。
發(fā)現(xiàn)千余種新病毒
突破:中國疾病預(yù)防控制中心張永振研究團隊發(fā)現(xiàn)1445種新RNA病毒。研究表明,RNA病毒在無脊椎動物中普遍存在,多樣性遠超過現(xiàn)有病毒知識體系。同時,RNA病毒和宿主關(guān)系復(fù)雜,既有頻繁的跨物種傳播,又有共同進化的特征。
背景:病毒是細胞退化的一部分,還是地球生命的一個起源?科學(xué)研究仍存在不少空白。此前,科學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)病毒和宿主的關(guān)系復(fù)雜,病毒既能進行頻繁的跨物種傳播,同時又表現(xiàn)出與不同宿主共同進化的特征。
中國疾病預(yù)防控制中心傳染病預(yù)防控制所研究員張永振說,病毒被稱為生命科學(xué)的“暗物質(zhì)”,在已知生物中基因組變異速度最快。研究發(fā)現(xiàn),病毒基因組在進化上呈現(xiàn)出巨大的靈活性,除重組外,還包括基因的丟失與獲得。最簡單的病毒僅由一個基因組成,這也同時提出了什么是病毒的問題,生物學(xué)意義重大。
新研制方法顛覆疫苗理念
突破:北京大學(xué)藥學(xué)院天然藥物及仿生藥物國家重點實驗室周德敏與張禮和研究團隊對流感病毒進行了基因微調(diào),研制出一種活病毒疫苗。這種疫苗能激活機體的全部免疫原性,卻無法在健康細胞中復(fù)制,被稱為活病毒疫苗的一項“革命性發(fā)現(xiàn)”。通俗地講,這種疫苗的免疫能力大大增強,而致病的可能性卻大大降低,可能是疫苗的一個新時代。
背景:傳統(tǒng)上,疫苗有兩種基本類型:滅活疫苗和減毒活疫苗。滅活疫苗即是“死”病毒疫苗,安全性高,不足之處在于只能激發(fā)人體部分免疫力,且需要多次接種。相比之下,減毒活疫苗免疫力強、作用時間長,但仍具有潛在的致病危險,安全性稍差。
北京大學(xué)藥學(xué)院院長周德敏說,通過新方法研制的活病毒疫苗,控制住了病毒對人體的毒性,同時保留了病毒感染人體引發(fā)的全部免疫原性。可以說,這是一項“四兩撥千斤”的技術(shù),不僅使疫苗研發(fā)不再復(fù)雜,還具有一定的普適性,可能在其他適宜病毒的疫苗研發(fā)中發(fā)揮作用。此外,該活病毒疫苗除了可以作為常規(guī)的預(yù)防性病毒疫苗,還可能作為新型的生物技術(shù)藥物用來清除已經(jīng)感染的病毒,發(fā)揮治療病毒感染的作用。