作者:丁佳 来源:中国科学报 发布时间:2016/1/19 9:32:55
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“伪装者”埃博拉现形记

 

■本报记者 丁佳

站在非洲塞拉利昂的大地上,一个中国男人终于明白了自己的使命所在。

从2014年3月开始,一场以几内亚、利比里亚和塞拉利昂为中心的扎伊尔型埃博拉病毒疫情迅速在整个西非蔓延开来,28000多人感染,近11000人死亡。在疫情现场目睹的惨状让中科院院士、中国疾病预防中心副主任、中科院微生物研究所病原微生物与免疫学重点实验室主任高福下定决心,一定要与这种骇人的病毒周旋到底。

1月15日,国际权威学术期刊《细胞》杂志在线发表了高福研究团队的一项成果——他们解开了埃博拉病毒入侵人体的秘密。

“如意”病毒的真面目

在电子显微镜下,埃博拉病毒看上去很“无辜”,形状甚至有些像中国古代的“如意”。但实际上,它却是一种能引起人和灵长类动物发病且致死率很高的生物安全等级第四级烈性病毒。据世界卫生组织统计,自1976年首次被发现至今,埃博拉病毒已经在非洲肆虐了近40年。

“埃博拉病毒是一类囊膜病毒,对宿主的入侵分为两步。”高福说,首先病毒黏附到宿主细胞膜表面,然后病毒通过细胞内吞进入细胞内部,形成内吞体。在内吞体内,病毒释放自身遗传物质。

科学家已经知道,内吞体膜上一个叫作NPC1的分子是埃博拉病毒入侵所必需的,但是这个分子究竟是如何跟病毒“勾搭”上,并最终介导病毒入侵的,却一直是个未解之谜。

摸清这关键的最后一步,就是高福团队此次研究最重要的任务。

NPC1分子是人体内负责胆固醇转运的多次跨膜蛋白,具有A、C和I三个大的腔内结构域。研究人员发现,埃博拉病毒囊膜表面糖蛋白在内吞体里会经过酶切处理,变成激活态糖蛋白,暴露出受体结合位点来与NPC1分子的腔内结构域C发生相互作用,从而启动后续的病毒膜融合过程,实现病毒的感染生活史。

这正是埃博拉病毒最“狡猾”的地方。在细胞外面时,它把自己伪装起来,装作一副无害的样子。可一旦进入内吞体,它立马就脱掉了自己的“迷彩服”,与NPC1分子结合,完成入侵人体的过程。

药物设计:给病毒配把“假钥匙”

“这项研究从分子水平上阐释了一种全新的病毒膜融合激发机制。”中科院微生物所副所长东秀珠认为,“这种新型机制与之前病毒学家们所熟知的四种病毒膜融合激发机制都大为不同,是近年来国际病毒学领域的一大突破。”

至此,高福团队的工作还并未结束。他们进一步解析了NPC1分子的腔内结构域C的三维结构,发现其中有两个突出来的环状结构,而“整容”后的埃博拉病毒激活态糖蛋白上,则有一个凹槽结构,刚好与前者匹配。

于是,这两者就像一把钥匙开一把锁一样,“咔嗒”一声打开了人体的大门。

这给了高福一个绝妙的思路:“如果我们能设计出一把‘假钥匙’,既能把病毒的‘锁眼’堵上,同时又开不了锁,不就能阻止病毒感染了吗?”

所谓的“假钥匙”,就是当前药物研发中热门的竞争性抑制剂。该研究共同第一作者之一、中科院北京生命科学研究院副研究员施一说,他们的这一发现预示着人们能够针对激活态糖蛋白头部的疏水凹槽设计小分子或多肽抑制剂,来阻断埃博拉病毒的入侵过程。

“相关的多肽药物设计工作已经在开展当中,这需要一定的时间和过程,但我们还是有信心的。”施一说。

将实验室开在前线

高福团队的这项研究,被科学界盛赞为“加深了人们对埃博拉病毒入侵机制的认识,为应对埃博拉病毒疫情及防控提供重要的理论基础”。

但高福并不想止步于此。

2014年,埃博拉疫情在西非暴发,中国政府派出首批62名工作人员组成移动实验室检测队出征塞拉利昂,高福即在其列。病毒防控一线长期奋战的经历告诉这位科学家,防患于未然,将病原控制在原发地,永远都是传染病防控的“黄金准则”。

“传染病是没有国界的,病原微生物既没有护照,更不需要签证,它们想去哪就去哪。”高福坦言,在国际交往日益密切的今天,如果不将传染病防控的关口前移,每个国家都面临着很高的风险。

实际上,国际上许多发达国家已在进行这样的战略布局。如法国巴斯德研究所与中科院、上海市合办的上海巴斯德研究所,日本与中国几个科研机构共建的中日联合实验室,都是其病毒防控关口前移的案例。对此,高福建议派驻科研人员到非洲埃博拉疫区建立实验室,在当地进行疾病防控,同时开展前沿基础研究。

“科技援非,不仅是中国应尽的国际义务,更是对本国人民负责任的一项举措。”高福说,“为了战胜埃博拉,我愿意再去非洲。”

《中国科学报》 (2016-01-19 第1版 要闻)
 
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