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天天要聞:我國(guó)學(xué)者人工合成“抗病毒系統(tǒng)” 試驗(yàn)動(dòng)物感染后六小時(shí)產(chǎn)生中和抗體 2022-12-15 15:00:56  來(lái)源:科技日?qǐng)?bào)

一個(gè)全新的抗病毒思路讓世界衛(wèi)生組織病毒學(xué)領(lǐng)域的顧問(wèn)委員、澳大利亞工程院院士王林發(fā)感到出乎意料——居然可以將生命機(jī)體中偵測(cè)病毒的能力改裝成一個(gè)“元器件”,并用它合成一個(gè)系統(tǒng)在體內(nèi)“檢測(cè)”多種病毒。

這一引起資深病毒專家強(qiáng)烈興趣、歷時(shí)8年創(chuàng)造的創(chuàng)新系統(tǒng)日前在國(guó)際期刊《自然·通訊》上發(fā)表。該系統(tǒng)被主創(chuàng)團(tuán)隊(duì)——華東師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院副院長(zhǎng)葉海峰研究員團(tuán)隊(duì)命名為“愛(ài)麗絲系統(tǒng)”。

“名字取自《生化危機(jī)》系列電影中的女主角愛(ài)麗絲,生化危機(jī)暴發(fā)后人類靠她來(lái)終結(jié)病毒感染?!比~海峰告訴科技日?qǐng)?bào)記者,合成生物學(xué)研究可以將生命活動(dòng)模塊化、程序化,為生命科學(xué)問(wèn)題的解決提供全新的策略和思路,科幻電影中的未來(lái)科學(xué)正在逐步變成現(xiàn)實(shí)。


【資料圖】

新型廣譜抗病毒免疫樣ALICE系統(tǒng)示意圖。研究團(tuán)隊(duì)供圖

愛(ài)麗絲系統(tǒng)能做什么?

“我們做了細(xì)胞遞送愛(ài)麗絲的驗(yàn)證和基因治療載體遞送愛(ài)麗絲的驗(yàn)證?!比~海峰說(shuō),前者驗(yàn)證了愛(ài)麗絲系統(tǒng)以“工程細(xì)胞”形式遞送抗病毒感染的能力,后者驗(yàn)證了它以“基因治療載體”形式遞送的病毒清除能力。

細(xì)胞遞送是在小鼠體內(nèi)放入“愛(ài)麗絲”凝膠,讓其感染單純皰疹病毒,6天后檢測(cè)小鼠體內(nèi)的病毒量,放入愛(ài)麗絲系統(tǒng)的小鼠體內(nèi)病毒量是普通小鼠的10%左右。

基因遞送是在小鼠易感部位注射“愛(ài)麗絲”,感染病毒,觀察皰疹性角膜炎的病變程度,結(jié)果小鼠角膜、三叉神經(jīng)節(jié)以及大腦中的病毒被成功抑制住?!拔覀儼褠?ài)麗絲系統(tǒng)的病毒清除效果與臨床常用藥阿昔洛韋的治療效果進(jìn)行了比較,發(fā)現(xiàn)效果相當(dāng),但由于愛(ài)麗絲系統(tǒng)是‘自調(diào)節(jié)’的,不會(huì)發(fā)生小分子藥常常引發(fā)的病原耐藥問(wèn)題?!比~海峰說(shuō)。

為什么愛(ài)麗絲系統(tǒng)能“又快又自動(dòng)”?

“這個(gè)系統(tǒng)內(nèi)部存在一定的‘編程’設(shè)計(jì)。”葉海峰說(shuō),合成生物學(xué)的工作就是將復(fù)雜的生命活動(dòng)拆解后、做成一個(gè)個(gè)類似樂(lè)高積木的模塊,再根據(jù)任務(wù)進(jìn)行編程和組裝。

在愛(ài)麗絲系統(tǒng)中,有1套識(shí)別系統(tǒng)和平行的3套清除系統(tǒng),可分別進(jìn)行“一拖一”“一拖二”“一拖三”的設(shè)計(jì)和運(yùn)行,只有下達(dá)任務(wù)才能啟動(dòng)。

“下達(dá)任務(wù)是識(shí)別病毒的傳感器系統(tǒng)。我們?cè)谄渲杏昧艘环N會(huì)向人體免疫系統(tǒng)‘下單’的蛋白?!闭撐牡谝蛔髡?、華東師范大學(xué)博士后王義丹解釋,這種叫STING(干擾素基因的激發(fā)因子)的蛋白一旦感應(yīng)到異常的、外來(lái)的病毒DNA或RNA,就開(kāi)啟“下單”模式,要求身體迅速生產(chǎn)免疫用的干擾素、中和抗體等。

“兵貴神速!靠人體自然免疫反應(yīng)往往不夠快?!比~海峰說(shuō),合成生物學(xué)把這些“生產(chǎn)線”直連到“下單”系統(tǒng)上,短短幾步就能完成“抗病毒三件套(干擾素、核酸切割酶、中和抗體)”的生產(chǎn)和配送。

動(dòng)物試驗(yàn)結(jié)果證明了這一點(diǎn)。愛(ài)麗絲系統(tǒng)攜帶的中和抗體輸出模塊,在病毒感染后6小時(shí)自動(dòng)輸出,比人體適應(yīng)性免疫系統(tǒng)產(chǎn)生中和抗體至少提早了一周。

在論文提交過(guò)程中,雜志編輯也很看重這一點(diǎn)的驗(yàn)證,要求研究團(tuán)隊(duì)從不同角度證明。王義丹說(shuō),“后來(lái)的補(bǔ)充驗(yàn)證中,我們不僅在動(dòng)物試驗(yàn)中證明,還從最基礎(chǔ)的分子機(jī)理印證了愛(ài)麗絲系統(tǒng)可以更快激活自帶的中和抗體模塊,在感染小鼠體內(nèi)表達(dá)釋放特異性中和抗體?!?/p>

資深病毒學(xué)者興致盎然

“在瑞士留學(xué)做博士后期間,我指導(dǎo)課題組師妹設(shè)計(jì)了細(xì)菌傳感器系統(tǒng),并發(fā)表在《細(xì)胞》主刊上?!比~海峰回憶,回國(guó)后,他就著手在自己的團(tuán)隊(duì)中開(kāi)啟了病毒傳感器系統(tǒng)的研究。

這一研究前后耗時(shí)8年。王義丹說(shuō),她從碩士研究生時(shí)期開(kāi)始設(shè)計(jì)愛(ài)麗絲系統(tǒng),現(xiàn)在已讀到博士后。

其間,團(tuán)隊(duì)遇到重重困難,一度想要放棄?!拔叶奸_(kāi)始著手其他研究的準(zhǔn)備了,但2018年,王林發(fā)院士回母校學(xué)術(shù)交流,我們給他講了這個(gè)‘思路’?!蓖趿x丹說(shuō),他從資深病毒學(xué)者的角度分析認(rèn)為這個(gè)研究可以走得通,而且提供了有益的指導(dǎo)和后期實(shí)驗(yàn)的幫助。

愛(ài)麗絲系統(tǒng)不針對(duì)一種病毒,而是一系列病毒。王義丹表示,他們已經(jīng)對(duì)愛(ài)麗絲系統(tǒng)進(jìn)行了驗(yàn)證,個(gè)別“狡猾”的病毒(如艾滋病毒)不會(huì)觸發(fā)系統(tǒng)報(bào)警,因而該系統(tǒng)對(duì)其無(wú)效;但對(duì)他們驗(yàn)證的大多數(shù)病毒,如乙肝病毒、登革病毒等,該系統(tǒng)都有很明顯的快速報(bào)警和抑制效果。

“靠人工組裝的病毒報(bào)警和消除系統(tǒng),為傳統(tǒng)的抗病毒領(lǐng)域提供了一個(gè)新的思路?!蓖趿职l(fā)院士表示,盡管要將它推向臨床還需要一定的時(shí)日,但科技的發(fā)展總是能打破人類的思想邊界,帶來(lái)顛覆性的思路。

(文章來(lái)源:科技日?qǐng)?bào))

關(guān)鍵詞: 抗病毒系統(tǒng)

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