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微生物所等科學家揭示出寨卡病毒保護性抗體結合病毒的分子基礎

2016-05-05文章來源:湖北綠地
寨卡疫情自2015年在巴西爆發以來已迅速蔓延至南美其他各國、中北美加勒比海地區,並進一步擴散到全球66個國家和地區。我國於今年2月第一輸入性病例至今已有12人感染了寨卡病毒。目前,越來越多研究表明寨卡病毒感染與胎兒和新生兒小頭症畸形密切相關,該病毒的感染還能引起許多神經係統的疾病,比如格林巴利綜合症(Guillain-Barre syndrome)。但目前尚未研發出針對寨卡病毒的疫苗和有效治療手段。寨卡病毒對人類健康的危害引起了各國高度重視,相關科研機構就該病毒的致病機理開展係列研究。

  目前還沒有針對寨卡有效抗體的報道。研究推測寨卡病毒與黃病毒屬的其它成員一樣,由單一的開放讀碼框編碼的3個結構蛋白(CprM/ME),及7個非結構蛋白(NS1NS2ANS2BNS3NS4ANS4BNS5)組成。現在研究發現黃病毒的囊膜蛋白(E蛋白)主要負責病毒與感染宿主的受體的識別,介導病毒的入侵,因此是該類病毒最主要的保護性抗原。黃病毒的中和抗體一般通過靶向E蛋白阻止病毒的入侵,進而幫助宿主清除病毒。在此基礎上,高福院士研究組與軍事醫學科學院團隊通力合作在寨卡病毒致病與防治研究方麵取得重要進展。該項研究結果以“Structures of the Zika virus envelope protein and its complex with a flavivirus broadly-protective antibody (寨卡病毒囊膜蛋白以及其結合黃病毒廣譜保護性抗體的結構研究)為題於201652日在線發表在國際權威學術期刊 Cell Host & Microbe 上。

  科學家們率先解析了高分辨率的E蛋白的三維晶體結構。研究發現寨卡的融合前E蛋白呈現二聚體構象,與黃病毒屬其他成員的E蛋白的結構比較相似。但不同的是,寨卡病毒E蛋白的表麵存在獨有的一片正電荷區帶。這一特性可能使得寨卡病毒對宿主吸附有所不同。此外,他們發現黃病毒E蛋白的融合肽區在寨卡病毒E蛋白上序列和結構都高度保守,因此選取了一種靶向到這一區域的黃病毒廣譜中和保護抗體進行研究。這種稱為2A10G6的抗體在他們之前的報道中能夠有效的中和與寨卡病毒親緣關係很近的其它黃病毒,包括四種血清型的登革熱病毒、黃熱病毒以及西尼羅熱病毒。他們發現這種抗體對寨卡病毒的E蛋白具有很高的結合能力,並具有體外中和活性和小鼠的致死保護作用。進一步的抗原抗體複合物結構分析揭示出該抗體通過緊密的包裹對黃病毒入侵關鍵的融合肽區從而阻止病毒對宿主的入侵。該項研究提升了人們對寨卡病毒的認識,為針對寨卡病毒治療藥物的開發提供了重要的理論基礎和研究思路。

  中國科學院北京生命科學研究院戴連攀助理研究員、中國科學院微生物研究所宋健、天津工業生物技術研究所路希山助理研究員、軍事醫學科學院鄧永強博士為文章的共同第一作者,軍事醫學科學院秦成峰副研究員、中科院微生物所齊建勳副研究員和高福院士為文章的共同通訊作者。研究得到了中科院寨卡病毒應急攻關項目、自然科學基金委應急管理項目等項目的資助。

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