感染

解决人类、病毒的无穷战争,那就用电脑设计病毒杀手吧

作者:佚名 来源:科技新报 日期:2017-07-13
导读

         今年比尔·盖兹于慕尼黑安全会议的演讲中提到,有 3 种威胁与人类物种灭绝的命运息息相关:核战、气候变迁以及病毒。“不要以为目前相安无事就代表疫情爆发不会再度降临。如果我们要为最坏打算做准备,我们就应该建造一座兵工厂。”他提到的工厂可不是什么枪炮弹药,而是疫苗和药物。

关键字:  病毒 

        今年比尔·盖兹于慕尼黑安全会议的演讲中提到,有 3 种威胁与人类物种灭绝的命运息息相关:核战、气候变迁以及病毒。“不要以为目前相安无事就代表疫情爆发不会再度降临。如果我们要为最坏打算做准备,我们就应该建造一座兵工厂。”他提到的工厂可不是什么枪炮弹药,而是疫苗和药物。

        目前带给我们极大困扰的就是常见的流感病毒,根据世界卫生组织的报导,尽管已有疫苗,季节性流感仍造成数以百万计的案例,以及全球每年数十万人的死亡。原因不外乎制造耗时,且难以流通全球。说到流感就不能不提到 1918 年肆虐的西班牙流感,在一年中就夺走超过两千万条人命。

        如此骇人的病毒在显微镜下只是一颗带有棘刺的小球,它会利用那些棘刺攀上人体细胞,而抗体利用这个特性,利用它与生俱来的两只手臂牢牢抓住这些棘刺。然而,每一年病毒的快速演化和突变让抗体渐渐束手无策,所以对抗流感必须要有个新点子,而有人将点子动到软件设计上。

        一般来说抗体属于免疫系统的一部份,但如今电脑模型已经可以设计出抗病毒蛋白,这种蛋白质可以做和抗体一样的事,效果甚至更好。利用化性互补的表面和特定病毒紧紧黏在一起,只要方式正确抗病毒蛋白就可以物理性地封锁住病毒移动方式,最终达到预防感染的目的。

        在 2016 年,这种电脑设计的抗病毒蛋白就被发现比奥司他韦(一种作用于神经胺酸脢的专一性抑制剂,已被 WHO 视为必需药物)更有效,而且只需不到十分之一单位剂量,就能得到同样甚至更好的效果。

可利用三指蛋白检测

        最近发布在 Nature Biotechnology 的论文提到,华盛顿大学蛋白质设计中心的科学家,利用电脑模型进一步展示了一种全新且具有 3 根手指头的抗病毒蛋白,为何是 3 根而不是像一般抗体带 2 根手指就好呢?

        原因在于有许多致命的包膜病毒,例如流感病毒、伊波拉、HIV 的棘突均由三聚体组成。如果抗病毒蛋白有 3 根手指头,就可以对称地抓住棘突蛋白的每个地方,让双方的结合更紧密,对抗病毒的攻击力也会提高。而目前最好的三指抗病毒蛋白已经用在小鼠上,结果显示,小鼠完全逃离致死性流感的传染,而且只有稍微流失体重。

        尽管前景乐观,不过仍要许多年才能进行人体试验,但这不代表我们现在不能先拿到一些好处。目前就算是在浓度极低的情况下,科学家团队也已经可以侦测到流感病毒,方法就是将三指蛋白涂在长条纸上,再放点流感病毒样本在上面,就像验孕纸一样,若是出现条带的话可不是好消息,而是指你中了病毒啦!

        有了软件设计的抗病毒蛋白,也许当下一个如同西班牙流感的病毒疫情再次席卷全球之际,它能拯救数百万人的性命。Designing antiviral proteins via computer could help halt the next pandemic

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