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在一项最终可能有助于驯服人类已知最致命的病毒之一的突破中,研究人员揭示了埃博拉病毒威力的关键:一种存在于其表面的单独蛋白质。这一发现为新的治疗方法铺平了道路,这些治疗方法旨在靶向并摧毁指定的罪魁祸首,从而使这种虽然罕见,但可以杀死多达 90% 的感染者的病毒失去效力。
所谓的埃博拉病毒糖蛋白,或“刺突蛋白”,十年前首次被发现,一直是科学家试图设计疫苗和疗法以防止其感染细胞的目标。但是,直到现在,研究人员还不了解该蛋白质的结构——因此,也不知道攻击它的最佳方法。
“这是病毒放置在其表面上唯一对于附着宿主并驱动进入宿主进行感染绝对关键的东西,”加利福尼亚州拉霍亚的斯克里普斯研究所的免疫学家、今天发表在《自然》杂志上的研究的合著者埃丽卡·奥尔曼·萨菲尔说。
研究人员发现,该化合物被良性的碳水化合物包裹,掩盖了病毒的致命性,使其得以逃脱免疫系统的侦察。(导致艾滋病的 人类免疫缺陷病毒,即 HIV,也具有这种特性。)好消息是:这一发现可能为设计能够看穿这种保护性涂层并触发免疫系统攻击的药物铺平道路。
“糖蛋白的结构向我们展示了其表面上极少数未被碳水化合物包裹的位点,”奥尔曼·萨菲尔解释说。“这些[位点]是盔甲上的缝隙,或者说是阿喀琉斯之踵,我们可以用抗体来针对它。”
“我们现在对这种病毒如何进入细胞有了更好的了解,”奥尔曼·萨菲尔说。“我们也有新的地图,可以用来制定对抗它的策略。”
埃博拉病毒是一种无法治愈的疾病,于 1976 年在苏丹西部和刚果民主共和国(当时称为扎伊尔)东部首次被发现。它似乎起源于非洲的雨林和西太平洋的部分地区。一个人通过接触已感染者的体液而感染该病毒。埃博拉症状可能需要两到三周的时间才会出现。该疾病表现为发烧、肌肉酸痛和咳嗽,然后发展为严重的呕吐、腹泻和皮疹,以及肾脏和肝脏问题。死亡通常是由于以下一种或多种原因造成的:脱水、由于血管渗漏导致的大出血、肾脏和肝脏衰竭。自发现以来,世界卫生组织记录了 1,850 例埃博拉病例(主要在撒哈拉以南非洲);只有 600 例(32%)的受害者幸存下来。
研究人员通过研究 1995 年刚果民主共和国西南部城市基奎特爆发的埃博拉疫情中的一名幸运幸存者的骨髓,获得了他们的最新发现。他们在骨髓中发现了附着在抗体(免疫系统释放的用于对抗病毒的蛋白质)上的糖蛋白,骨髓是制造红细胞的骨骼软核。
据奥尔曼·萨菲尔称,埃博拉病毒的糖蛋白的碗状结构的深处有一个受体,该受体会锁住宿主细胞的表面,并诱骗其中的蛋白质允许病毒进入。一旦进入细胞内部,快速作用的埃博拉病毒就会利用细胞的机制制造数百万个自身的副本,并涌入人的血液中。
弗吉尼亚大学的微生物学家朱迪思·怀特说,奥尔曼·萨菲尔的小组描述的蛋白质结构将使研究人员能够通过在埃博拉病毒进入宿主之前将其击倒来“扼杀[病毒]于萌芽状态”。(大多数抗病毒药物在病毒进入宿主细胞后才会针对诸如 HIV 等病毒。)
“对于我们这些在战壕中试图研究病毒进入、对病毒的免疫反应以及如何预防病毒进入、如何提出更好的免疫疗法的人来说,”她说,“这为我们解决这些问题提供了全新的视角。”