自2007年以來,我國河南與湖北接壤的大別山地區(qū)發(fā)生了神秘的疾病,患者大多是山區(qū)丘陵地帶的農(nóng)民,有被蚜蟲咬傷的歷史。
該病的臨床癥狀通常為高燒,伴隨血小板、白細(xì)胞數(shù)量急劇減少,因此被稱為“發(fā)熱伴血小板減少綜合征”,重癥患者還會出現(xiàn)多個器官損傷甚至死亡。隨后安徽、山東、湖北、遼寧、江蘇等省也發(fā)現(xiàn)該病病例,一時間恐慌籠罩著這些省的山區(qū)農(nóng)村,人人談“蜱”變色,甚至不敢下地干活。烏云籠罩了三年,科學(xué)家一直在尋找這種看不見摸不著的“蜱蟲病”的元兇。直到2010年,我國科學(xué)家從病人體內(nèi)分離并鑒定了一種新型病毒,確認(rèn)其是“蜱蟲病”的病原體并命名為“發(fā)熱伴血小板減少綜合征病毒”,又名為新布尼亞病毒。2012年在日本、韓國等國也有“蜱蟲病”致死報(bào)道。由此可見,新布尼亞病毒已成為威脅多個國家公共衛(wèi)生安全的重要新發(fā)病原體。我們耳熟能詳?shù)囊恍┎《?,如流感病毒和肝炎病毒是在人與人之間傳播的。而新布尼亞病毒主要通過一種“吸血蟲”-蜱蟲傳播。蜱蟲對于大部分城里人來說可能很陌生,然而在農(nóng)村十分常見,俗稱“草爬子”和“狗豆子”。蜱蟲喜歡叮在豬、牛、羊等家畜和貓、狗等寵物皮毛上吸血,而刺猬、老鼠等野生動物身上就更常見了,有時候它們也會爬到人身上。蜱蟲吸血可比蚊子狠多了,它們吸血前扁扁的身體,在吸飽血后體積可以增加100-200倍(圖1),吸血過程可達(dá)1周甚至更長。在吸血的同時,蜱蟲會往人的體內(nèi)注入含止癢劑、抗凝血劑的唾液,讓人察覺不到它的存在,誤以為長了個“痦子”,吸完血后則自然脫落。被吸血本身對人來說不算什么,恐怖的是蜱蟲攜帶可怕的病原,能通過吸血使人感染各種疾病,如萊姆病(美國最多見)、蜱傳森林腦炎,以及我國目前最嚴(yán)重的蜱傳傳染?。喊l(fā)熱伴血小板減少綜合征。
圖1. 蜱蟲吸血前與吸血后對比圖
新布尼亞病毒病毒是一種球形的病毒,非常小,直徑大約80-100納米,合1毫米的一萬分之一。就是這么一個小小的病毒,通過蜱蟲叮咬感染了人之后,在人的細(xì)胞里面大量復(fù)制,破壞人的細(xì)胞,導(dǎo)致人生病。為了對付這種病毒,首先要研究清楚病毒如何感染人的細(xì)胞。新布尼亞病毒的表面覆蓋著一層囊膜,在囊膜上錨定著兩種蛋白,科學(xué)家稱之為囊膜蛋白。這些囊膜蛋白就是病毒開啟細(xì)胞之門的鑰匙,病毒通過囊膜蛋白與細(xì)胞表面蛋白如同鑰匙和鎖一樣的結(jié)合,進(jìn)入細(xì)胞。要想不讓病毒進(jìn)入細(xì)胞,就要想辦法別讓“鑰匙”插到“鎖”里。古人說的好,“知己知彼,百戰(zhàn)不殆”,我們需要先知道病毒長什么樣,尤其是它的鑰匙—囊膜蛋白長什么樣。
最近中國科學(xué)院微生物研究所高福院士團(tuán)隊(duì),用晶體學(xué)方法,給發(fā)熱伴血小板減少綜合征病毒的其中一個囊膜蛋白Gn“拍”了一張照片,讓我們看清了這把鑰匙的模樣:像蝴蝶的一對翅膀(圖2)??茖W(xué)家更感興趣的是,如何能讓這把鑰匙喪失開鎖的能力。打個比方,用火柴堵住鎖眼,或者在鑰匙上粘塊口香糖。科學(xué)家們常用的工具叫做抗體。抗體是人體免疫系統(tǒng)的衛(wèi)士,每種抗體具有專門識別特定病原的能力。抗體終日在人體的血液中巡邏,發(fā)現(xiàn)其識別的病原就結(jié)合上去,使病原無法感染細(xì)胞。值得強(qiáng)調(diào)的是,抗體必須要結(jié)合到病毒囊膜蛋白的某些部位才能阻斷病毒感染細(xì)胞。也就是說,口香糖要粘到鑰匙的齒上才能讓鑰匙無法插入鎖孔,如果粘到門把手上就沒有效果了。科學(xué)家首先找到了一種名為MAb 4-5的抗體,該抗體可以阻止病毒感染。接著又通過同樣的“拍照”方法,清晰的展示了MAb 4-5抗體與囊膜蛋白結(jié)合的部位,這就是可以阻斷病毒進(jìn)入細(xì)胞的關(guān)鍵位點(diǎn)。除此之外,科學(xué)家還可以根據(jù)這個信息來制備有效的疫苗,使接種的人體內(nèi)產(chǎn)生可以阻止病毒感染的抗體,起到預(yù)防疾病的目的。
圖2. 發(fā)熱伴血小板減少綜合征病毒囊膜蛋白Gn結(jié)構(gòu)圖
希臘神話中的阿喀琉斯是海神之子,荷馬史詩中的英雄,傳說他的母親曾把他浸在冥河里使其能刀槍不入。但因冥河水流湍急,母親捏著他的腳后跟不敢松手,留下了腳后跟這一處“死穴”。后來,阿喀琉斯被敵人一箭射中腳踝而死去。如今,科學(xué)家所發(fā)現(xiàn)的病毒囊膜蛋白上與抗體結(jié)合的部位就是新布尼亞病毒的“阿喀琉斯之踵”。針對此結(jié)合部位我們能有針對性的設(shè)計(jì)疫苗和抗病毒藥物,為最終戰(zhàn)勝病毒指明方向。
相關(guān)研究結(jié)果在《美國科學(xué)院院報(bào)》(Proceedings of theNational Academy of Sciences of the United States of America, PNAS)上在線發(fā)表。
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