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與病毒較量不只拼速度

發布時間:2020-01-22來源:科學網阅读 > 4114

“目前看來,武漢新型冠狀病毒與SARS冠狀病毒在受體結合途徑上很相似。”1月21日,在接受《中國科學報》采訪時,中科院上海巴斯德研究所研究員郝沛說。

當天,郝沛與軍事醫學研究院國家應急防控藥物工程技術研究中心研究員鍾武、中科院分子植物科學卓越創新中心研究員李軒合作,在《中國科學:生命科學》在線發文,揭示了武漢新型冠狀病毒的進化來源和傳染人的分子作用通路。

“拿到測序結果10天內就發表研究結果,他們的速度非常快。”中國工程院院士、軍事醫學研究院藥物化學家李松告訴記者,這項研究爲科學防控、制定防控策略和開發檢測/幹預技術手段提供了科學依據。

在與時間賽跑防控新病毒的同時,李松與多位專家在接受《中國科學報》采訪時呼籲我國夯實應對傳染病的科技儲備,通過未雨綢缪、科學預判、超前部署,增強應對“來無影、去無蹤”的傳染病,特別是病毒性傳染病的科技支撐能力。

?與SARS冠狀病毒結合受體方式相似

通過對武漢新型冠狀病毒與2003年非典,即嚴重急性呼吸綜合征(SARS)的冠狀病毒(SARS-CoV)、中東呼吸綜合征冠狀病毒(MERS-CoV)進行全基因組比對,郝沛等發現,新病毒與後兩者平均分別達到70%和40%的序列相似性。其中不同冠狀病毒與宿主細胞作用的關鍵spike基因(編碼S-蛋白),有更大的差異性。

雖然武漢新型冠狀病毒S-蛋白中與人體ACE2蛋白結合的5個關鍵氨基酸有4個發生了變化,但變化後的氨基酸,卻在整體性上完美地維持了SARS-CoV的S-蛋白與ACE2蛋白互作的原結構構象。

對此,作者在文中解釋說,盡管武漢新型冠狀病毒的新結構與ACE2蛋白互作能力,由于丟失了少數氫鍵有所下降,但仍然達到很強的結合自由能。

“SARS-CoV是當年中國研究非常透徹的一個病毒,它是通過與人的ACE2蛋白互作結合進入人體的。”郝沛說,“這說明武漢新型冠狀病毒是通過S-蛋白與人ACE2互作的分子機制,感染人的呼吸道上皮細胞。”

不過,李松表示,目前的研究說明,武漢新型冠狀病毒有可能像SARS-CoV那樣感染呼吸道上皮細胞。但實際上,研究采用計算機模擬的分子動力學方式很難准確地判斷它與SARS-CoV、MERS-CoV相比的強度。

“病毒傳播能力不僅僅包括與受體結合,還包括病毒的複制以及攻擊能力等。”郝沛對記者說。研究團隊趕在春節前發表這篇文章,希望提示做抗原檢測和藥物開發的研究者,基于此進一步開展研究。

據介紹,此次研究的數據以複旦大學生物醫學研究院張永振教授帶領協作團隊完成的新冠狀病毒基因測序爲基礎。對此,郝沛表示,這些數據是針對病毒進行溯源和其他所有研究的基礎。

?“一過性”研究限制了與時間賽跑

快速測序武漢新型冠狀病毒、研發病毒診斷試劑盒、尋找藥物抗體、迅速采取防控措施……從高校、科研機構、企業到政府均在“與時間賽跑”,防止更多人被傳染。

對于此次疫情防控,多位專家均向記者表示很有信心。經過SARS一役,我國從監測、預警到防控系統,對突發性傳染病應對的能力均有了很大提高。但他們同時指出,仍然存在不足之處。

李松表示,當前應對傳染病,特別是病毒性傳染病,我國尚需在藥物和疫苗方面有所准備。“像這次武漢新型冠狀病毒,發生之後再做藥物研究肯定來不及。做一個藥物需要時間,往往需要十年、幾十億美金,用應急研發解決疫情防控問題不太現實。”他說。

在這方面,他認爲,“科學的預判、超前的部署”非常重要。李松記得,SARS期間,大家對這個問題的重要性有很好的認識。可惜的是,盡管當年部署了很多任務,但SARS過後,針對冠狀病毒的科學研究大都沒有繼續下去。

在當年爲數不多的持續下來的課題組中,複旦大學基礎醫學院教授姜世勃團隊就是其一。姜世勃表示,由于武漢新型冠狀病毒和SARS-CoV在其受體結合域(RBD)方面具有很大相似性,它們的HR2區的氨基酸序列完全相同,其開發的國際上首個廣譜抗冠狀病毒的多肽EK1可能在應對這一新型病毒方面具有適用性目前該多肽正在武漢正進行檢測。

同時,其團隊跟美國貝勒大學合作研發抗SARS-CoV的候選疫苗是國際上少數幾個在研的高效、安全的抗SARS候選疫苗,在2017年已完成其臨床前試驗,作爲戰略儲備等待時機和經費進入臨床實驗。該疫苗誘導的抗體可能對武漢新型冠狀病毒有交叉中和作用,若能通過實驗證實,或許能將其盡快推向臨床試驗。

“我們在抗冠狀病毒的多肽和抗體以及和疫苗等方面的研究,在國際上還是走得比較快的,但現在主要困難就是沒有經費將這些候選藥物或疫苗推向臨床實驗。”姜世勃對《中國科學報》說。

他表示,這是由于大部分冠狀病毒對人危害不大,所以相關藥物和疫苗“沒什麽市場”。即便是如SARS-CoV和MERS-CoV等高致病性和高致死率的病原體,也往往是“一過性”的,過了流行期,可能就再也不出現。

“它們市場前景不明確,不像肝炎或者癌症的市場那麽大,所以藥廠和投資公司對類似的抗新發突發傳染病的藥物和疫苗的研發幾乎都不感興趣。據我所知,這幾年國內幾乎沒有什麽人在做抗SARS的藥物和疫苗,且絕大多數的P3實驗室已不允許做活SARS-CoV的研究。”姜世勃說。

另一方面,國家能提供的經費往往非常有限,只能做基礎研究,而做臨床試驗則要花費很多錢。姜世勃表示,根據自己在美國研制抗艾滋病多肽藥物的經驗,將一個多肽藥物推向市場,常常需要近10年時間和花費數億美元,國內基本上沒有公司願意這樣做。“這是目前最大的困難。”他說。

超前部署 弥补“短板”

一旦出现,突发病毒性传染病往往会给一个国家造成非常大的经济损失。姜世勃举例说,如SARS就让我国损失了几千亿元人民币, 而MERS2015年在韩国仅流行一个多月就使其损失了几百亿美元。“从这个角度看,国家应该加大对新发突发高致病性传染病研究的支持力度,并持之以恒。”他补充说。

“像SARS一樣,病毒性傳染病往往都是這樣:來無影,去無蹤。”李松說,未來影響我國的病毒性重大傳染病一定還會再來,所以應該未雨綢缪,重點研發具有廣譜作用的抗病毒藥物,從而爲突發疫情開發有針對性的疫苗贏得寶貴時間。

他呼籲國家對疫情防控加強科技支撐,對藥物和疫苗研發給予長期穩定的支持。同時,科學家也要耐得住寂寞,在新發突發傳染病的高效防控和研發廣譜抗病毒藥物方面開展長期的科學研究,這樣疫情發生後才能從容應對。

相關論文信息:https://doi.org/10.1007/s11427-020-1637-5

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