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病毒研究:从机理到临床

来源:中国科学报
摘要:经历了10年前的SARS疯狂肆虐和后来禽流感、甲型流感的暴发,人们日益认识到呼吸系统疾病的防治以及科学研究工作的重要性。如今,中国医学科学院的一支科研团队进行该领域研究已经10年了。记者从该团队了解到,他们围绕SARS病毒主要有两方面的研究:一方面是研究SARS病毒的致病机理,主要是侧重于蛋白质水平,研究SARS病毒......

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经历了10年前的SARS疯狂肆虐和后来流感、甲型流感的暴发,人们日益认识到呼吸系统疾病的防治以及科学研究工作的重要性。如今,中国医学科学院的一支科研团队进行该领域研究已经10年了。

 

记者从该团队了解到,他们围绕SARS病毒主要有两方面的研究:一方面是研究SARS病毒的致病机理,主要是侧重于蛋白质水平,研究SARS病毒引起急性肺损伤的机制;另一方面则是临床药物的研发。类似地,其他一些病原体的致病机理也在探索中,比如禽流感、甲型流感、炭疽病、埃博拉等病毒,还有一些微纳米材料导致急性肺损伤的分子机制,而且特别注重急性肺损伤的转化医学研究。

 

初期研究多在机理  

从2003年到2008年期间,在SARS病毒的研究中,研究人员发现了SARS病毒可以引起血管紧张素转化酶2(ACE2)的下调从而引起急性肺损伤的分子机制。据了解,ACE2蛋白是SARS病毒在体内的受体,SARS病毒感染可以导致患者肾素血管紧张素系统基因表达失调,从而造成急性呼吸窘迫综合征。

 

据研究人员介绍,根据一些临床指标,可以建立呼吸系统急性肺损伤的小鼠模型。根据小鼠肺部的湿干比、呼吸压力的比值等,去全面衡量小鼠肺的损伤过程。另外,还可以通过基因敲除,研究信号传导导致肺损伤的分子机理。

 

一项研究发现受感染病人的血管紧张素ACE2的升高是一个明显指征,而后研究人员利用ACE2基因敲除的小鼠,结合病毒的一些P3实验室(生物安全防护三级实验室)的研究,用基因敲除的小鼠进行分子水平的验证。结果显示,SARS病毒的确可以通过ACE2蛋白作为受体进行结合,一起被“内吞”入细胞。  

动物实验证实,给小鼠注射SARS病毒刺突蛋白后会加重其肺损伤,但可通过阻断肾素—血管紧张素通路来缓解症状。该结果为治疗SARS和其他呼吸系统疾病提供了理论依据和指导。

 

据了解,这项研究由中国医学科学院基础医学研究所、实验动物研究所、北京协和医院等单位与奥地利等国的多个实验室合作,通过积极的国际合作,2005年7月,他们在《自然》和《自然医学》期刊上连续发表了两篇关于SARS肺损伤康复的论文,这一科研成果引起了业界的广泛关注。

 

而另一项研究发现,SARS病毒可能通过细胞上一种名叫“脂质筏”的结构进入细胞内,揭示了SARS最可能进入宿主细胞的途径,并于2008年1月发表在《细胞研究》期刊上。研究界认为,这一发现为未来开发药物阻断病毒入侵开辟了道路。

 

据专家介绍,ACE2和其所代表的肾素—血管紧张素系统属于很重要的通路,参与机体多种系统调节,包括肾脏、心脏、肺脏等,还是有非常多的可供研究的内容。目前,针对ACE2蛋白的药物在欧洲已经进入了临床阶段。

 

期待更多临床应用

 

据专家透露,目前的研究更侧重于与临床医学的相结合。对于SARS、禽流感、甲型流感病毒等相关病原体,科研人员主要研究流感病毒导致急性肺损伤机制,寻找和研发可以治疗急性肺损伤的药物和方法,通过分子或动物水平的数据,结合病人水平的数据,从而提供临床应用上的参考。比如,ACE2蛋白作为一种生物制剂,实验发现在小鼠水平上具有一定的保护作用。

 

如今,对于SARS病毒研究是比较系统的,从SARS病毒入手研究其复制机理、导致病理改变的原因,到最后的临床指征,可以说是作了“一条龙”的研究。

 

据了解,近来我国科学家已经成功解析了高致病性禽流感病毒通过引起肺泡上皮细胞死亡导致急性肺损伤的分子机理。更重要的是,研究人员发现自噬抑制剂进行治疗可有效缓解由H5N1型禽流感病毒引起的小鼠急性肺损伤。因此,如果一种目前已经临床使用的药物同时具有抑制自噬的功能,则其可能成为治疗H5N1型禽流感病毒的良好候选药物。

 

据介绍,中国医学科学院基础所教授蒋澄宇、军事医学科学院教授金宁一和中国疾病预防控制中心教授舒跃龙经过合作研究,刚刚发表了一篇文章于Cell Research杂志。发现抗疟疾药物氯喹可以有效治疗由H5N1禽流感病毒导致的小鼠模型的急性肺损伤,当使用等同于人体临床使用剂量的氯喹治疗禽流感病毒感染的小鼠时,其存活率显著性升高,显著缓解肺损伤症状,很有力地证明了氯喹(可能还有其衍生物)可以作为治疗H5N1型禽流感病人的临床候选药物。由于禽流感感染后死亡率高达60%而且有随时暴发的可能性,加之氯喹已经是临床用药,所以若禽流感病毒暴发,可直接临床应用。此外,对具有自噬抑制剂作用的临床药物的系统筛选可能会发现其他更多的治疗禽流感的新药。

作者: 2013-4-14
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