
目前新冠肺炎疫情仍在全球肆虐。面對(duì)新冠病毒人類還有很多未知,全世界的科學(xué)家們都在積極尋找各種“武器”,如特效藥物、疫苗等,希望能阻擊其的蔓延。
據(jù)阿根廷布宜諾斯艾利斯經(jīng)濟(jì)新聞網(wǎng)日前報(bào)道:西班牙研究人員正在研發(fā)一種抗病毒藥物,其研究重點(diǎn)是缺損性干擾顆?!环N常見(jiàn)于RNA病毒的“分子寄生物”,其自身并沒(méi)有致病能力,但有望阻斷新冠病毒感染。
搶奪病毒復(fù)制所需的基因組件
“報(bào)道中提到的‘分子寄生物’并不是真的寄生物,只是一個(gè)概念,所指的就是缺損性干擾顆粒。它們就像‘寄生蟲(chóng)’一樣,需要仰賴宿主提供必要的‘零件’, 來(lái)長(zhǎng)期或暫時(shí)地寄生于宿主身上,獲取生存所需的營(yíng)養(yǎng)。”湖北大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院及省部共建生物催化與酶工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室教授、博士生導(dǎo)師陳純琪介紹,在病毒領(lǐng)域,這種寄生現(xiàn)象比較常見(jiàn)。比如丁肝病毒,我們很多人體內(nèi)都有,但是并不影響我們的健康,只有丁肝病毒和乙肝病毒感染了同一個(gè)細(xì)胞,才能進(jìn)行大量復(fù)制,丁肝病毒外殼使用了乙肝病毒的外殼。
“缺損性干擾顆粒簡(jiǎn)稱DI顆粒,是指那些因基因組不完整或者因基因某一點(diǎn)突變而產(chǎn)生的不能正常進(jìn)行復(fù)制的病毒,也稱缺陷病毒。缺陷病毒能干擾同源的正常病毒的生活周期,這也是稱其為干擾顆粒的原因?!标惣冪髡f(shuō)。
對(duì)于DI顆粒的誕生,陳純琪用了一個(gè)“病毒工廠生產(chǎn)殘次品”的比喻。當(dāng)病毒進(jìn)入人體細(xì)胞后,細(xì)胞就變成了一個(gè)病毒工廠,病毒在工廠里完成RNA的復(fù)制以及蛋白質(zhì)合成裝配,復(fù)制生產(chǎn)出一個(gè)個(gè)完整的病毒顆粒。這些病毒顆粒被制造出來(lái)后,釋放出廠再去感染其他細(xì)胞。
“然而病毒復(fù)制的過(guò)程太快了,RNA又不是非常穩(wěn)定,因此在生產(chǎn)的過(guò)程中難免會(huì)出現(xiàn)各種奇怪的突變、重組,其中有一定概率會(huì)發(fā)生亞基因組的缺失突變體,也就是生產(chǎn)出殘次品,這種殘次品就是DI顆粒。這種小顆粒因?yàn)橹挥胁糠諶NA,缺少遺傳信息等材料,因此當(dāng)它獨(dú)自存在于細(xì)胞工廠的時(shí)候,無(wú)法完成復(fù)制生產(chǎn)?!标惣冪鹘榻B,某些DI顆粒厲害的地方在于,當(dāng)它們和完整的病毒同時(shí)存在于一間細(xì)胞工廠的時(shí)候,就會(huì)爭(zhēng)搶正常病毒復(fù)制中的組件和材料來(lái)完成自我復(fù)制。
“而且DI顆粒比正常病毒小,所以它復(fù)制起來(lái)可能要比正常的病毒更快。但細(xì)胞工廠里病毒復(fù)制的資源是有限的,這就使得正常的病毒復(fù)制變得很困難。DI顆粒不斷地與正常病毒爭(zhēng)搶資源進(jìn)行復(fù)制,最終變相地終止了正常病毒的復(fù)制過(guò)程?!标惣冪髡f(shuō),這就是DI顆粒為什么能導(dǎo)致病毒因無(wú)法自我復(fù)制而消亡的原因。
分子克隆讓DI顆粒變得更強(qiáng)大
科研人員早在五十年前就發(fā)現(xiàn)了病毒復(fù)制的這個(gè)漏洞,近二十年來(lái)才開(kāi)始進(jìn)行研究,不過(guò)目前還沒(méi)有真正的應(yīng)用案例。
“可以說(shuō),DI顆粒不是人類創(chuàng)造出來(lái)的,是人類發(fā)現(xiàn)的自然現(xiàn)象?!标惣冪鹘榻B,目前已發(fā)現(xiàn)很多病毒有這種缺損性干擾顆粒,比如流感病毒。病毒復(fù)制很快,難免有殘次品產(chǎn)生。有的殘次品可能就不能活下來(lái),但有些殘次品,如DI顆粒就能活下來(lái),并且能大量復(fù)制,但不致病?;谶@種發(fā)現(xiàn),可以繼續(xù)深入研究,甚至可以調(diào)整DI顆粒的內(nèi)容物,讓它復(fù)制性更強(qiáng),從而搶奪完整病毒復(fù)制所需的更多物質(zhì)。
“獲得DI顆粒并不難,運(yùn)用病毒學(xué)、細(xì)胞學(xué)的技術(shù),通過(guò)培養(yǎng)病毒細(xì)胞,每次一發(fā)現(xiàn)DI顆粒就篩選出來(lái),而后繼續(xù)培養(yǎng)繼續(xù)篩選,就能獲得很多這種小顆粒?!标惣冪鞅硎荆贿^(guò)DI顆粒也有一定形狀和大小的要求,太大或者太小可能都不行,這時(shí)就需要分離。按大小分離需要不同孔徑的過(guò)濾膜,可以使用電鏡,能看到大小不一的顆粒,然后把它分離出來(lái)。這個(gè)過(guò)程一般會(huì)用物理方法,通過(guò)顆粒的重量差異進(jìn)行分離。
“大自然工廠比人類厲害得多,因此我們想獲得DI顆粒,一般通過(guò)以上方法進(jìn)行分離和篩選就可以了。如果想給DI顆粒增加‘武器’或者‘通信工具’,還需要分子克隆技術(shù)?!标惣冪髋e例,比如把這種技術(shù)應(yīng)用于對(duì)抗疾病或者腫瘤,可能就需要分子克隆技術(shù)改造DI顆粒,讓其帶有治病或者殺死腫瘤細(xì)胞的基因。
“對(duì)于一項(xiàng)技術(shù),理論上對(duì)人體無(wú)害的才會(huì)拿來(lái)應(yīng)用。但是當(dāng)人體本身感染一種病毒的時(shí)候,再給人體注入另外一種病毒,風(fēng)險(xiǎn)還是比較大的。”陳純琪表示,雖然目前沒(méi)有在人體中試驗(yàn)過(guò)這種技術(shù),但是在針對(duì)流感病毒的實(shí)驗(yàn)中,曾經(jīng)完成過(guò)流感病毒DI顆粒的動(dòng)物實(shí)驗(yàn),效果還很不錯(cuò)。
為戰(zhàn)勝新冠病毒提供了新思路
前述報(bào)道指出,研究人員將探索在新冠病毒等冠狀病毒感染過(guò)程中是否存在DI顆粒。同時(shí),他們將驗(yàn)證這種顆粒是否具有干擾并消滅感染細(xì)胞中新冠病毒的能力。
研究人員表示,當(dāng)將這種顆粒嵌在病毒包膜當(dāng)中時(shí),它與整個(gè)病毒沒(méi)有區(qū)別,能夠像病毒一樣,在細(xì)胞之間或患者之間傳播。如果健康人僅感染了這種顆粒,那么顆粒將無(wú)法復(fù)制并且感染者不會(huì)出現(xiàn)任何癥狀。如果人體感染了這種顆粒和完整病毒的混合物,那么病毒將發(fā)生自身復(fù)制,同時(shí)顆粒也會(huì)復(fù)制,啟動(dòng)與病毒復(fù)制之間的競(jìng)爭(zhēng),擠占病毒復(fù)制的資源,最終導(dǎo)致病毒消亡?;谶@種思路,這種顆粒還可以“人傳人”,使用后的人群可以將療效傳給周圍人。
但陳純琪表示,和疫苗技術(shù)有很多臨床經(jīng)驗(yàn)可以參考相比,這項(xiàng)技術(shù)之前沒(méi)有應(yīng)用的先例,因此一切都需要摸索著前進(jìn)。很多未知的東西還需進(jìn)一步評(píng)估。
“目前這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于新冠病毒的治療可能會(huì)存在幾個(gè)問(wèn)題?!标惣冪鹘忉?,首先,DI顆粒合成蛋白裝配的外殼和新冠病毒一樣,因此人體自身免疫力也會(huì)對(duì)它進(jìn)行攻擊,所以進(jìn)入健康人體內(nèi)的新冠病毒DI顆粒,是否會(huì)引起炎性風(fēng)暴還需要評(píng)估;其次,理論上DI顆??梢院芎玫?fù)寠Z新冠病毒的資源,但是它們大量存在于正常細(xì)胞里,會(huì)不會(huì)造成不良影響?同時(shí)DI顆粒是否能長(zhǎng)久地存在于正常細(xì)胞里,多久被人體代謝掉,這些也是未知數(shù);最后,新冠病毒作為RNA病毒非常容易變異,DI顆粒會(huì)不會(huì)發(fā)生復(fù)雜的改變,這也需要長(zhǎng)期觀察。
“不過(guò),DI顆粒作為一種全新的思路,為人類在尋找戰(zhàn)勝新冠病毒方法的道路上,又增加了一件‘武器’。這是人類向大自然學(xué)會(huì)的一種方法,通過(guò)抓住病毒的漏洞,而后再利用這個(gè)漏洞去攻擊消滅病毒?!标惣冪髡f(shuō)。(科技日?qǐng)?bào) 記者陳曦)