2015年年中以來(lái),寨卡病毒感染在南美洲暴發(fā)并在全球范圍內播散蔓延。雖然寨卡病毒絕大多數臨床癥狀比較輕微,但一些研究發(fā)現新生兒小頭畸形、格林-巴利綜合征等并發(fā)癥與該病毒有密切關(guān)聯(lián)。目前,臨床上尚無(wú)防治寨卡病毒感染的疫苗和藥物。近日,我國科學(xué)家在該領(lǐng)域取得重大突破,研究人員首次發(fā)現了一種小分子化合物,能夠在猴體中抑制寨卡病毒復制,并在小鼠中防止寨卡病毒感染引起小頭癥。
2017年3月14日,國際知名期刊《免疫》(Immunity)在線(xiàn)發(fā)表了一項我國科學(xué)家在抗寨卡病毒研究領(lǐng)域取得的重大進(jìn)展,給寨卡病毒的治療和預防帶來(lái)了好消息。這項研究由中國醫學(xué)科學(xué)院系統醫學(xué)研究中心蘇州系統醫學(xué)研究所(簡(jiǎn)稱(chēng)“系統所”)與軍事醫學(xué)科學(xué)院微生物流行病研究所、中科院遺傳發(fā)育所和美國加利福尼亞大學(xué)洛杉磯分校等研究人員聯(lián)合攻關(guān),首次報道了25-羥基膽固醇對寨卡病毒感染所致疾病具有明確的保護效果。
生物探索第一時(shí)間聯(lián)系采訪(fǎng)了論文的共同第一作者李春峰博士,李博士和我們詳細地介紹了目前寨卡病毒的研究現狀以及該項研究突破的未來(lái)前景。
寨卡病毒早在上世紀五十年就已經(jīng)在烏干達等非洲國家被發(fā)現,但之后一直未出現大規模爆發(fā)。直到2015年5月,巴西發(fā)現本土首例寨卡病毒感染病例,其后疫情持續發(fā)酵并席卷多個(gè)南美國家和地區,迅速成為國際高度關(guān)注的突發(fā)公共衛生事件。
目前,我國先后報道20余例輸入性寨卡病例,這些患者已經(jīng)全部康復。雖然寨卡病毒目前未在我國大規模流行。但這并不代表中國能夠安全無(wú)憂(yōu),特別是伊蚊分布較多的中南部廣大地區,可能會(huì )使我國發(fā)生大規模寨卡病毒感染的風(fēng)險增加。實(shí)際上,在東南亞地區,新加坡275例寨卡病例中有30人是中國公民。隨著(zhù)熱浪席卷南半球,那里攜帶病毒的蚊子將逐漸蘇醒。這將增加中國輸入寨卡病例的風(fēng)險。
與此同時(shí),隨著(zhù)中國放寬計劃生育政策,人口專(zhuān)家估計,中國每年將增加600萬(wàn)新生兒。調查數據顯示,在新生育政策背景下,中國中部和南部的夫婦更可能要第二個(gè)孩子。假設感染寨卡病毒的孕婦中有1%到13%生下有先天缺陷的孩子,那么一旦寨卡病毒在中國大規模爆發(fā),幾十萬(wàn)新生兒將遭受?chē)乐氐慕】祮?wèn)題。
李博士介紹到,被帶病毒的伊蚊叮咬是寨卡病毒最主要的傳播途徑。此外,寨卡病毒也有可能通過(guò)母嬰傳播,血源傳播和性傳播比較罕見(jiàn)。和埃博拉、麻疹比起來(lái),寨卡病毒絕大多數臨床癥狀比較輕微,一般可以在2-7天內自愈,重癥與死亡病例罕見(jiàn)。但是,寨卡病毒最危險之處在于它對孕婦的影響。很多研究表明,新生兒小頭畸形、格林-巴利綜合征等并發(fā)癥與該病毒有密切關(guān)聯(lián)。此外還有研究證實(shí),寨卡病毒會(huì )造成神經(jīng)損傷、胎兒發(fā)育缺陷、男性不育等并發(fā)癥。遺憾的是,現有的科研和醫療水平無(wú)法防治寨卡病毒引發(fā)的并發(fā)癥問(wèn)題。
李博士說(shuō),目前還沒(méi)有官方批準的能有效治療寨卡病毒感染的疫苗或藥物。僅有一些科學(xué)研究證明某些疫苗和小分子化合物在細胞水平上有效,但缺乏臨床實(shí)驗。此外,還有一些研究發(fā)現,感染寨卡病毒的病人恢復期血清能夠在小鼠中對抗寨卡病毒感染,但由于血清安全性及產(chǎn)量等原因,使得其應用范圍較窄。
這項新研究系統闡明了膽固醇-25-羥化酶(CH25H)及其酶促反應產(chǎn)物25-羥基膽固醇(25HC)參與機體抵御寨卡病毒感染的作用機制,首次報道了25-羥基膽固醇對寨卡病毒感染所致疾病具有明確的保護效果。
25-羥基膽固醇是一種天然免疫抗病毒小分子化合物。據李博士介紹,機體受到病毒感染時(shí),免疫細胞會(huì )分泌一種名為干擾素(IFN)的細胞因子。干擾素可刺激其下游的膽固醇-25-羥化酶基因表達,該酶能夠促進(jìn)膽固醇被氧化生成25-羥基膽固醇。研究人員發(fā)現,寨卡病毒感染可顯著(zhù)上調細胞內膽固醇-25-羥化酶的表達水平,進(jìn)而促進(jìn)25-羥基膽固醇的表達。25-羥基膽固醇可以插入到被病毒感染的細胞膜上,從而降低細胞膜的流動(dòng)性,阻斷病毒介導的細胞與細胞之間的膜融合,最終抑制病毒進(jìn)入細胞。李博士表示,他們實(shí)驗室之前的研究已經(jīng)表明25-羥基膽固醇能夠干擾埃博拉、艾滋病等包膜病毒感染的細胞膜流動(dòng)性,與這項新研究中的抗寨卡病毒機制一致,具有廣譜抗病毒活性。
利用寨卡病毒感染的小鼠模型和恒河猴動(dòng)物模型,研究人員驚喜地發(fā)現,25-羥基膽固醇治療可顯著(zhù)抑制病毒在體內的復制,并能夠有效阻止小頭癥的發(fā)生。該研究不僅闡明了膽固醇-25-羥化酶及其產(chǎn)物25-羥基膽固醇發(fā)揮免疫保護作用的分子機制,更加促進(jìn)了科學(xué)界對于抗寨卡病毒免疫應答反應機制的認識。
李博士強調,這項新研究的突破之處在于25-羥基膽固醇是目前為止發(fā)現的第一個(gè)能在猴體中抑制寨卡病毒復制的小分子,也是第一個(gè)能在小鼠中防止寨卡病毒感染引起的小頭癥的化合物。這一發(fā)現為治療人類(lèi)寨卡病毒感染提供了新的策略和潛在靶點(diǎn),相關(guān)成果也已申請了專(zhuān)利。
25-羥基膽固醇是人體代謝產(chǎn)生的一種氧化膽固醇,因此具有一定的安全性。目前,李博士他們希望能將25-羥基膽固醇轉化成一種抗病毒藥物,并在將來(lái)應用于病毒性傳染病的防治中。
據生物探索記者了解,系統所李春峰、馬烽,軍事醫學(xué)科學(xué)院微生物流行病研究所鄧永強、黃星耀,中國科學(xué)院遺傳發(fā)育所王碩,美國UCLA的RoghiyhAliyari為論文的并列第一作者,系統所程根宏、軍事醫學(xué)科學(xué)院微生物流行病研究所秦成峰、中科院遺傳發(fā)育所許執恒和美國加利福尼亞大學(xué)洛杉磯分校BennettG.Novitch為論文共同通訊作者。研究得到了國家自然科學(xué)基金委,國家重大新藥創(chuàng )制專(zhuān)項,重點(diǎn)研發(fā)計劃和醫科院創(chuàng )新工程等基金的支持。