德國生物信息學(xué)家發(fā)現(xiàn)新冠病毒新弱點(diǎn)
人體中有影響病毒繁殖的酶
國際戰(zhàn)“疫”行動
科技日報(bào)柏林1月11日電 （記者李山）近日，德國的生物信息學(xué)家通過計(jì)算機(jī)模型識別出人體中一種對新冠病毒繁殖至關(guān)重要的酶，如果抑制這種酶，病毒就會停止繁殖而不影響宿主細(xì)胞。該研究有助于找到對抗新冠病毒感染的新方法。
除了疫苗，尋找有效的治療新冠病毒感染的藥物也是戰(zhàn)勝疫情的重要手段之一。現(xiàn)在，來自德國感染研究中心和蒂賓根大學(xué)的德爾格博士及其團(tuán)隊(duì)通過一種新穎的方法發(fā)現(xiàn)了新冠病毒的一個弱點(diǎn)，可以用來開發(fā)針對性的藥物。生物信息學(xué)家使用計(jì)算機(jī)模型識別出了一種對病毒至關(guān)重要的人類酶。德爾格博士說：“如果我們關(guān)閉這種酶——鳥苷酸激酶1（GK1），病毒就會停止繁殖而不會影響宿主細(xì)胞。”
德爾格領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)從2020年1月就開始進(jìn)行有關(guān)新冠病毒的研究，他同時還是蒂賓根大學(xué)的青年教授，負(fù)責(zé)基于計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)生物學(xué)研究，重點(diǎn)是優(yōu)化生物技術(shù)過程和分子水平上疾病的發(fā)展和進(jìn)程。他們成功開發(fā)出帶有新冠病毒和人類肺泡巨噬細(xì)胞的集成計(jì)算機(jī)模型。巨噬細(xì)胞主要負(fù)責(zé)防御肺泡中的異物，德爾格說：“（此前）關(guān)于這些巨噬細(xì)胞已經(jīng)有一個復(fù)雜的計(jì)算機(jī)模型，為了研究新冠病毒我們進(jìn)一步進(jìn)行了開發(fā)?！?/p>
模型的起點(diǎn)是病毒已經(jīng)滲透進(jìn)入宿主（即模型中的人類肺泡巨噬細(xì)胞），并且已經(jīng)對其進(jìn)行重新編程。假如病毒想要產(chǎn)生新的病毒顆粒并傳播，那么它必須使用來自宿主的材料并迫使宿主細(xì)胞產(chǎn)生新的病毒成分。德爾格說：“病毒在宿主中使用的生化反應(yīng)已經(jīng)被整合到了模型中。我們首先分析病毒的成分，然后計(jì)算出產(chǎn)生病毒顆粒所需的材料，并查看病毒感染期間宿主細(xì)胞中的生化反應(yīng)如何發(fā)生變化。”
在所謂的流量平衡分析中，科學(xué)家們系統(tǒng)地測試了在受感染的細(xì)胞中與未受感染的細(xì)胞中哪些生化反應(yīng)發(fā)生的情況不同。通過這些反應(yīng)，他們可以開始進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)。通過專門關(guān)閉選定的反應(yīng)，他們追蹤了對病毒特別重要的過程。例如，在鳥苷酸激酶1關(guān)閉時可完全阻止病毒繁殖。在肺泡巨噬細(xì)胞中這種酶在核糖核酸（RNA）構(gòu)件的代謝中起重要作用，因此對新冠病毒RNA的構(gòu)成也起著決定性作用。
德爾格解釋說：“沒有GK1病毒就無法復(fù)制，但是人類細(xì)胞卻可以切換到其他生化代謝途徑。”如果想用活性成分抑制酶而又不會對人體造成不良副作用，這是重要的先決條件。目前，德爾格團(tuán)隊(duì)正與弗勞恩霍夫分子生物學(xué)和應(yīng)用生態(tài)學(xué)研究所的伯哈德·艾林格爾博士合作，測試抑制劑對新冠病毒的有效性。一些酶的抑制劑是已知的，位于漢堡的弗勞恩霍夫研究所有一個完整的庫，包含5600多種活性物質(zhì)，最關(guān)鍵的是所有這些物質(zhì)都已被批準(zhǔn)可以安全地用于人體。
即便如此，科學(xué)家們在實(shí)驗(yàn)室中找到合適的活性成分之后，還必須進(jìn)行嚴(yán)格的試驗(yàn)。先在動物中，然后在人體中。因?yàn)橹挥羞@樣，人們才可以完整地掌握活性成分和免疫系統(tǒng)之間產(chǎn)生的相互作用。專家們預(yù)計(jì)，如果一切順利，這種針對新冠病毒的藥物，在經(jīng)過臨床試驗(yàn)后，最早可能會在2021年年底獲批。艾林格爾解釋說：“也許我們不能百分百抗擊這種病毒，而只會阻止90％或85％的病毒繁殖。但只要為免疫系統(tǒng)贏得足夠的時間，結(jié)果就顯而易見。此外，值得期待的還有，這種針對病毒的基本方法能夠適用于新冠病毒的所有突變。”
