文献中记录的最早发生的禽流感在1878年,意大利发生鸡群大量死亡,当时被称为鸡瘟。到1955年,科学家证实其致病病毒为甲型流感病毒。此后,这种疾病被更名为禽流感。禽流感被发现100多年来,人类并没有掌握特异性的预防和治疗方法,仅能以消毒、隔离、大量宰杀禽畜的方法防止其蔓延。后来发现,禽流感不仅在牲畜之间传染,还会通过人与牲畜的接触而传染给人,据报道,全世界目前有328例禽流感患者,其中200例死亡,死亡率达60%,且病程短,一般感染后十几天内就会死亡,中国也有不少死亡病例。
研究表明,原本为低致病性禽流感病毒株(H5N2、H7N7、H9N2),可经6~9个月禽间流行的迅速变异而成为高致病性毒株(H5N1)。当病毒入侵人的身体时,一般来说,人体免疫系统能够辨认出这些“不速之客”,并释放出抗体与之作战。不过,有些狡猾的病毒可以逃过人体免疫系统的辨认,H5N1禽流感病毒就是这样的病毒。这种病毒之所以能在人体内兴风作浪,是因为它能够不断变异,从而逃过抗体乃至药物的阻拦,侵入正常细胞。
所以要设计出有效的针对禽流感的疫苗,必须得对禽流感的治病机理进行深入研究,找出稳定的不易变异的药物作用靶点。
早先,科学家认为划分病毒类型的血凝素(H)和神经氨酸酶(N)两种表面蛋白质在禽流感病毒感染人类细胞过程中发挥主要作用,后来认为一种名为NS1的蛋白质可能对人类细胞有更大的危害。在这一研究中,研究人员分析了2196个流感病毒基因和169个病毒全基因组,共370万个碱基对序列。其中不仅涉及禽流感病毒,也包括了人类和猪流感病毒,是迄今包括病毒种类最多、最广泛的流感全基因组对照分析。 流感病毒的基因组拥有8个片段、共编码11种蛋白质。研究人员发现,除了编码血凝素和神经氨酸酶的基因之外,编码NS1蛋白质的基因也变异频繁。在不同的流感病毒中,编码这三种蛋白质的基因序列变异最大,这表明它们决定了病毒的致病性。
NS1蛋白质只在病毒侵入机体细胞后才生成,因此研究人员认为,血凝素和神经氨酸酶两种蛋白质,是流感病毒破坏机体免疫系统感染细胞的关键,而NS1蛋白质则决定了病毒在宿主细胞内的破坏作用。
研究人员还发现,H5N1型禽流感病毒的NS1蛋白质有一段特征序列,能使这种蛋白质与多个细胞内受体结合,破坏细胞内的关键信号传导通道,使宿主细胞死亡。这可能是H5N1型禽流感病毒高致死率的关键所在,而普通的人类流感病毒则没有这段特征序列。
NS1蛋白质进入细胞后对禽流感病毒的毒性起到了“非常重要的作用”,如果能阻断它和细胞内受体结合,就有可能大幅度降低H5N1型禽流感病毒的致死率。
另一个我国的研究小组今年2月份在国际权威的科学杂志《自然》(Nature)论文声称在H5N1禽流感病毒研究上有了重大突破。
禽流感病毒基因组中,由代号分别是“PA”、“PB1”、“PB2”三个亚基组成的聚合酶复合体,是承担病毒RNA(核糖核酸)复制和转录“使命”的关键组合。打个比方说,这个复合体就像一个微型的病毒基因组复制工厂,一旦伴随着病毒侵入正常细胞,就开始利用正常细胞内的原料进行病毒基因组的复制。
不过,虽然禽流感病毒会不断变异,但这个复合体本身却非常稳定,突变率很低,可以成为设计抗禽流感药物时的主要靶点蛋白质。但要想有效命中这个靶点,就要对该靶点蛋白质的结构和功能有更深入的认识。经过多年的研究,人们目前对于PB1和PB2的功能已经比较了解,对PA却始终不甚了了。
经过深入的研究表明如果在PA的C端(羧端)中置入一个特殊的短肽(肽是两个或两个以上的氨基酸以肽键相连的化合物),就可以切断这个病毒基因组“复制工厂”的工作进程,从而阻断病毒复制。通过解析PA的另一端,即N端(氨端)的三维结构,发现该蛋白具有内切核酸酶的结构特征,而且在活性中心发现了一个可能与其活性密切相关的镁离子。笼统来说,这里可以看作是病毒基因组“复制工厂”的关键设备,而镁离子则可能决定着这个“设备”能否顺利开动。
更为重要的是,PA的N端同样具有高度保守性,换句话说,这里是另一个非常重要的、潜在的广谱抗流感药物开发靶点。只要能找到办法抑制住该端的内切酶活性,禽流感病毒基因组的复制将被有效阻止,从而无法对生命造成威胁。 |