PLOS：破解SARS病毒的生物保護傘

　　目前，普渡大學帶領的一個研究小組，已經查明如何破解SARS病毒躲過免疫系統的“保護傘”，對成功研制這種致命疾病的疫苗，跨出了關鍵的一步。

　　該研究負責人Andrew Mesecar指出，這項研究結果在其他冠狀病毒（包括MERS）的疫苗研制中，也具有潛在的應用價值。Mesecar是普渡大學癌癥結構生物學教授和生物科學與化學教授，他指出：“在制備一種弱化和安全的病毒用于減毒活疫苗方面，這項研究發現已經跨出了第一步。這也可以作為一個分子路線圖，擴展到其他冠狀病毒（包括MERS）的類似研究中，因為這種酶在這個家族的所有病毒中都很常見。”

　　Mesecar也是研制中東呼吸綜合征冠狀病毒（MERS，最近已經入侵美國本土）潛在治療化合物的研究小組成員之一。根據疾病控制和預防中心介紹，目前這種病毒還沒有治療方法或疫苗，其致死率約為30%。因為MERS和SARS是近緣的，所以，如果對其中一種有深入的了解，就可以給我們提供一條捷徑，為另外一種疾病找到有效的治療方法或開發有效的疫苗。

　　Mesecar及其研究小組已經破解了一個類似木瓜蛋白酶的蛋白酶分子結構，該蛋白酶是SARS病毒的關鍵酶，并揭示出該蛋白是如何奪走宿主細胞蛋白的泛素化和ISG15的保護作用，后兩者都參與觸發免疫反應。

　　這項研究由美國國立衛生研究院和國家過敏和傳染病研究所資助，相關結果發表在最近的《PLOS Pathogens》雜志。

　　Mesecar稱：“大多數病毒，當細胞受其感染時，會發出警報觸發免疫反應抗擊病毒的感染，但是，有些成功入侵的病毒能夠‘誘騙’免疫系統。通過剪掉這兩種蛋白質，SARS能使宿主細胞的信號轉導通路發生短路，并使警報系統癱瘓。通過去除這些蛋白質，這種酶可作為SARS病毒的一種生物保護傘，保證該病毒在宿主細胞中存活和復制而未被免疫系統所察覺。”

　　他說，中斷細胞的自然信號通路，也會使受感染細胞與周圍的細胞發生錯誤通訊，這會引起最終殺死這些細胞的細胞免疫反應。

　　Mesecar稱：“有些治療方法可阻止病毒復制，并阻止進一步的感染，但是并不一定能防止對病毒的一些有害反應。有時候，正是這些細胞之間通訊的混亂，造成了病毒的致命性。”

　　根據美國疾病控制中心資料顯示，2003年SARS（嚴重急性呼吸綜合征）的爆發，造成了數百人死亡和數千病例，目前還沒有治愈的方法。病毒可以通過咳嗽和打噴嚏傳播，并能迅速地在人與人之間傳染。在SARS得以遏制之前的幾個月內，就已傳播到20幾個國家。全球共有8098人得病，有774人死亡。自從2004年以來，一直沒有SARS病例報道。

　　在2012年，國家管制物質登記計劃宣布，SARS病毒是一種受管制病毒，意味著國家認為該病毒可能會對公共健康和安全構成嚴重的威脅。

　　SARS病毒中的木瓜蛋白酶樣蛋白酶（PLpro），除了可以使該病毒免受免疫系統的偵查，還負責將病毒多聚蛋白鏈剪切成單體蛋白，這個步驟對于病毒復制必不可少。他說，雖然一些治療方法旨在防止病毒復制，但疫苗工作人員必須顧及此項功能。

　　“設計一種SARS病毒作為疫苗，目的是制備一種可在細胞內復制、但是不能抵御人體免疫系統的病毒。因此，我們需要產生足夠的病毒顆粒，以便促進機體的免疫系統來對抗真正的感染，而且保證每個接種疫苗的人不會因疫苗而致病。”

　　Mesecar和他的團隊致力于揭開SARS病毒PLpro蛋白酶的組分，其中有些構件可能參與阻礙機體的免疫應答，而且改裝這些構件時，不會影響該病毒的復制功能。

　　研究小組利用X-射線晶體學技術，來弄清楚SARS病毒PLpro蛋白酶與泛素結合所形成復合體的三維結構。這種結構可讓他們能夠弄清，這些蛋白質如何相互作用，是哪種氨基酸介導這兩種蛋白的交互聯系。

　　然后，他們使用計算機模型和模擬，來確定哪種氨基酸最有可能參與結合ISG15。研究人員通過對所確定的氨基酸序列進行改變，以保證SARS病毒PLpro蛋白酶不再與宿主細胞的報警蛋白質發生相互作用。接著，研究小組繼續對這種經過改裝的蛋白酶進行檢測，確認它仍然還能在病毒復制過程中發揮作用。

　　Mesecar及其研究小組正在將這項研究結果擴展到MERS病毒。他們表明，MERS病毒PLpro蛋白酶也可以將ISG15和泛素從宿主細胞移除，并能夠捕捉到MERS病毒PLpro蛋白酶泛素和ISG15蛋白相結合的結晶結構。