对抗无解埃博拉

2015-08-03 09:40 作者:北京晚报

      根据世界卫生组织(WHO)的通报,截至2015年6月初,在埃博拉疫情最严重的三个国家塞拉利昂、利比里亚和几内亚,共26593人被感染,11005人死亡。世界卫生组织称,目前尚无防范埃博拉病毒病的疫苗或药物已获得许可用于人类。以南京大学生命科学高等研究院院长张辰宇为首的团队发现,一种植物微小核糖核酸(microRNA)——MIR2911可以直接靶向数种甲型流感病毒(IAV),能够有效地与MERS(中东呼吸综合征)病毒基因上的靶位点结合,也是通过抑制MERS编码的蛋白翻译,达到抑制病毒复制的效果。

      结论突破传统常识

      未拆包的搬家行李、满屋书籍、屋中间放置着一个脚踏健身器……一个普通的周日下午,32岁的陈熹正在刚搬入的新办公室里用电脑敲打着最新的科研论文。即便是周末,跟陈熹办公室同楼层的南京大学仙林校区的生命科学学院实验室内,一群国内外研究生们仍在紧张地做着实验。

       作为南京大学生命科学院最年轻的博士生导师,7年前,当陈熹还是南大博士时,他被导师张辰宇“逼着”去做一个略显疯狂的生物学想法的实验:去检测人的血清中是否含有微小核糖核酸(microRNA)。在“泡了”三天三夜实验室后,陈熹和导师张辰宇的研究团队,得出了一个突破传统生物学常识、震惊学术界、国际首发的实验结论,即MicroRNA在人和动物的血清/血浆中可长期稳定存在。

       而在此实验结果之前,生物学的常识皆为:人的血清中含有许多RNA的降解酶,因而不可能有完整的RNA存在,至多只是一些碎片,即无法检测到。从生物学而言,DNA(基因)指导合成RNA,RNA指导合成蛋白质。这意味着,对RNA的每一次重大发现,都将重新刷新人类对自身生命机理的理解与“解码”。而在此基础上,对疾病发病机制的溯源、疾病早期准确诊断,乃至生物医药的开发,都将会产生深远的影响。

       “MicroRNA在基因表达调控领域中起着超乎想象的重要作用,其涉及的生命活动也方方面面。”陈熹导师、南京大学生命科学高等研究院院长张辰宇对记者解释,包括生物个体发育、组织分化、控制细胞的增殖和凋亡、病毒感染、能量代谢、癌症的发生发展等等。

       一个偶然的机会,张辰宇在南京大学生命科学院组建了一支被称作M3的研究团队,该团队由生命科学、分子生物学、植物生物学、生物信息学、医学、化学等多学科研究者组成。伴随着上述研究结论,张辰宇为首的M3研究团队,不断研究、验证出重磅结论,比如在不同疾病状况下,血清/血浆中microRNA具有特异性的表达谱,可以作为疾病指纹,应用于疾病的早期诊断、预后判断等。

       金银花可以抑制病毒

       据张辰宇介绍,金银花包含的MIR2911为抑制埃博拉病毒的主要成分,MIR2911自身的稳定性非常高。相较于其他的植物microRNA,MIR2911经过高温的蒸煮,RNA酶等处理之后,依然能够存在较高的含量,有很强的稳定性,能够被广泛用于医药产品中。

       张辰宇称最新研究还表明,通过生物信息学预测技术验证,MIR2911还有针对目前在韩国肆虐的MERS病毒基因组序列的多个结合位点。其针对MERS病毒基因组的5'UTR区域、ORF1ab中的Nsp3、Nsp4、Nsp5、Nsp10、Nsp12、Nsp13、Nsp14基因、S蛋白基因、M蛋白基因、ORF4a及N蛋白基因,有共计19个推定的结合靶位点,这些位点分别抑制不同基因及蛋白的表达,从而使MIR2911具备抑制MERS病毒复制的能力。

       据介绍,MIR2911已完成食品性开发,已通过相关安全性、有效性、质量可控性审评。功能学试验(动物功能/人体试食试验)、稳定性试验、卫生学检验、功效/标志性成分鉴定试验,以及相关的原料品种鉴定等各项试验均已完成。

       张辰宇还介绍,MIR2911作为药品的研究也已进入攻坚阶段,顺利完成后,该药物将成为一类崭新的广谱抗病毒药物。其通过与不同病毒的多个靶位点进行结合,从翻译水平抑制病毒所编码蛋白的表达。因其靶向性强,不伤害正常细胞,可成为广谱抗病毒的有力武器。

       针对日益严重的埃博拉疫情,张辰宇团队对MIR2911是否也能抑制埃博拉病毒进行了进一步研究。研究表明MIR2911有效抑制埃博拉病毒所编码的蛋白的翻译,进而抑制病毒复制。同时,MIR2911还能有效地与MERS(中东呼吸综合征)病毒基因上的靶位点结合,也是通过抑制MERS编码的蛋白翻译,达到抑制病毒复制的效果。

       将颠覆肿瘤治疗?

       南大M3团队对MicroRNA密码的探寻,并未止步。后续的研究发现,更令他们自己兴奋不已。

       MicroRNA可在血清中稳定存在,并且可以作为疾病指纹进行疾病的早期诊断后,有更多与血清MicroRNA有关问题浮现出来:血清中的这些MicroRNA是从哪里来的?它们是从破碎的细胞里出来的呢,还是完整的细胞能够分泌出MicroRNA?

       “我们又发现,细胞主动分泌miRNA。”张辰宇对记者分析称,该研究团队发现了血清中的MicroRNA多数不是以游离形式存在的,绝大部分包裹在细胞微粒子内,并且细胞微粒子对于血清中MicroRNA起到保护作用,可将MicroRNA经血液循环运输到受体细胞内,通过降低受体细胞中其相应的靶基因的翻译,从而调节受体细胞的功能。

       通俗理解即是,MicroRNA是细胞间的重要通讯形式。张辰宇称,这是一种全新的细胞间通讯方式,比传统信号分子更高效,将帮助研究者更好地理解生物系统的信息传递本质,有助于揭开像糖尿病、红斑狼疮这类疾病的发病机制。“或许能在未来开创全新的疾病治疗和预防方式。”张辰宇称,在此理论发现的基础上,研究团队设计实验探讨了细胞微粒子介导的外源MicroRNA作为药物治疗疾病的可能。

       南大生命科学院M3研究组对MicroRNA这项生物学基础理论研究突破,带给生物制药领域颇具颠覆性的作用,已经引起了跨国药企的关注。“强生与我们合作,对循环microRNA作为癌症标志物来研究,已进行了双盲测评。”张辰宇称,该项研究中包括108例,其中只有三例错误,其他都准确了。

       同时,张辰宇称,就具体病症的肿瘤诊断试剂,该研究组的相关研发也进入了实质阶段。其中,胰腺癌的诊断试剂盒已经进入中国临床研发阶段。胰腺癌是癌中之王,确诊后死亡率高达95%以上。胰腺癌死亡率如此之高,根本原因并不是缺乏治疗手段,而是缺乏早期诊断方法——病人无法及时获得治疗,从而造成极高的死亡率。而南大M3团队研发的诊断试剂盒能有效解决此问题,使得包括手术在内的治疗方法可及时跟进,救治病人,有可能大大降低胰腺癌死亡率。

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