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張田勘:新冠病毒的彩照、基因相似性與疫苗藥物研發

中國煤炭新聞網 2020/2/20 13:46:32    一事一議


  美國國家過敏和傳染病研究所落基山實驗室(NIAID-RML)于當地時間13日宣布,其位于蒙大拿州的洛磯山實驗室,11日在掃描和透射電子顯微鏡上拍攝到了新冠病毒(SARS-CoV-2)的圖像,清晰顯示出新冠病毒用來入侵宿主細胞的棘突蛋白。

  全新的科技手段不僅讓新冠病毒的樣子暴露在人們的面前,內部結構也一覽無遺,讓人們全面和深入地認識新冠病毒,為研發疫苗和和藥物創造條件,也為最終戰勝新冠病毒疾病打下了基礎。

  從病毒的彩照上可以看到它的像皇冠一樣的清晰結構,這也能解釋,新冠病毒為何要被國際病毒分類學委員會(ICTV)命名為SARS-CoV-2,因為它與引發2003年的SARS的病毒SARS-CoV,和引發2012-2015的中東呼吸綜合征(MERS)的病毒MERS-CoV比較相似,也有連貫性和統一性。

  盡管SARS-CoV-2與SARS-CoV讓人感到有混淆之處,如容易讓人以為這是SARS病毒的另一種亞型,而非另一種與SARS病毒不同屬的另一種病毒,但是,在基因序列上的相似性的確更能證明,SARS-CoV與SARS-CoV-2就是有較親密的親緣關系。如果SARS-CoV與SARS-CoV-2是“堂兄”的話,那么SARS-CoV與MERS-CoV就是“表兄”。

  它們在基因序列上的相似性,得到了基因測序的證明。SARS-CoV-2與蝙蝠中發現的SARS相關病毒擁有87.1%的相似形,與SARS-CoV有79.5%的相似度,與MERS-CoV的基因序列相似性約為50%。有了這樣的相似性,也在某些方面提供了人們抗御新冠病毒的有利條件。最近的一項研究披露,2003年流行SARS時,在一些受過感染的人體內,至今還保留有SARS-CoV的抗體,有了這種抗體,也就能抗御有相似結構的SARS-CoV-2。

  中山大學公共衛生學院一個研究團隊對2002-2003年中國廣州SARS暴發期間34名來自于同一醫院的被感染醫護人員進行了為期13年的隨訪。2015年又招募了20名SARS冠狀病毒感染者和40名未感染的醫護人員,并收集了他們的血清樣本。使用完整病毒和SARS-CoV重組核衣殼蛋白作為診斷抗原,通過酶鏈免疫吸附(ELISA)對所有血清進行免疫球蛋白G(IgG),即抗體G的測試。研究人員發現,抗SARS-CoV的IgG可以持續長達12年在人體內存在。IgG滴度通常在2004年達到頂峰,從2004年至2006年迅速下降,然后繼續以較慢的速度下降。直到2015年,SARS冠狀病毒感染醫務工作者的IgG滴度仍保持在很高的水平。

  雖然在2003年患SARS的人是少數,他們體內產生的IgG可以在一定程度上保護他們免受現在的SARS-CoV-2的入侵,但是,由于SARS-CoV-2和SARS-CoV、MERS-CoV結構相似,基因組成分也大部分相似,也就表明,未來研發的疫苗將是一種廣譜的抗冠狀病毒的疫苗,對所有的冠狀病毒都有抗御作用。

  這也是免疫記憶理論所證明了的機理,一個人患過一種疾病,體內就會產生抗御這種疾病的免疫力,即抗體,在未來的歲月中再遇上這種病毒或相似病毒感染,就會由免疫記憶喚醒體內的抗體和免疫系統,攻擊病原體,讓人免患同一疾病,或者即便再次患病,癥狀也會輕得多。

  現在,中國和世界一些醫療機構和制藥公司都在爭相研發抗新冠病毒的疫苗,有多種技術路線和種類,如亞單位疫苗、病毒載體疫苗,DNA疫苗或mRNA疫苗等。而且,2003年經歷SARS后,抗SARS-CoV的疫苗已經推進到了臨床試驗階段。這也為現在的疫苗和藥物研究積累了經驗。

  而免疫系統對相似病毒或其他病原體引發的疾病具有的保護作用也稱為交叉保護,已經在不同類型流感病毒引發的疾病中得到證實。例如,人們過去患過H1N1流感,后來遇上H3N2流感時,也有一定的抵抗力,但是沒有過去患過H1N1流感后獲得的抵抗力強大。因此,當下一步這種交叉保護作用在幾種相似的冠狀病毒引發的疾病中得到證實時,也就能證明,通過人自身的免疫系統,結合主動免疫(注射疫苗獲得免疫力)和自然免疫(自然患病后獲得免疫力),將會有效抗御新冠狀病毒疾病。

  此外,SARS-CoV、SARS-CoV-2和MERS-CoV的“堂兄”“表兄”關系也有利于藥物研發,從機理上看,這些病毒彩照都顯示了它們具有表面顆粒,其中一種就是spike蛋白(棘突蛋白),病毒通過這種棘突蛋白可以與肺部上皮細胞表面受體血管緊張素轉化酶2(ACE2)結合而入侵細胞。因此,針對病毒的棘突蛋白和針對血管緊張素轉化酶2這兩種靶點,都可以研發出疫苗和藥物,以阻斷棘突蛋白與血管緊張素轉化酶2結合,從而阻斷病毒進入細胞的路徑,既可以預防這種疾病,也可以在即便發病后,也能使用有針對性的特效藥物,治愈疾病。(張田勘)



來源:光明網      編 輯:徐悉
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