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在实验中,DRACO10分钟之内就进入了海拉细胞, 一个半小时后达到峰值。 本版制图 张泽红

   一九二八年,英国学者弗莱明发现了青霉素,这个抗生素药物在上世纪挽救了无数人的生命。大部分人可能不知道细菌与病毒的区别,但是不会不知道青霉素。而今,美国麻省理工学院的科学家发现了一种广谱性抗病毒药物DRACO,它对抗病毒的效果将可以与青霉素对抗细菌的效果相媲美。在十年内,我们将能在药店买到这种药。

   身体周刊记者 屠俊

   10年内,我们去药房只需买一种药,就可以治疗感冒、小儿麻痹症、登革热、麻疹甚至艾滋病等一切由病毒引起的病症。

   让市面上充斥的多种药物哑然失色的这个万能药名为“DRACO”,它由美国麻省理工学院的科学家发现,并在小白鼠的实验中获得成功。这项研究于近日发表在《科学公共图书馆——综合》上。

   缺乏抗病毒疗法

   病毒对世界的威胁从未止步,艾滋病毒、肝炎病毒等、甲型H1N1流感病毒、SARS病毒、埃博拉病毒……都是人类健康的天敌。

   不幸的是,相对于不计其数病毒的数量,面市的抗病毒疗法却寥寥无几,现存的治疗和预防方法可被归结为以下三种:

   第一种是与某种特定病毒相关联的抑制剂(如艾滋病毒蛋白酶抑制剂等)。要抑制病毒就要针对每种病毒开发对应的新药,然而一旦病毒发生变异,就很容易产生耐药性。这种方法不能即刻解决新兴或变异的病毒威胁。

   第二种是疫苗。针对每种病毒或者病毒株,必须开发出一种新型的疫苗,它同样不能即刻解决新兴或变异的病毒威胁,同时可能发生不可预见的不利影响,此外对某些特定的病原体(如HIV),疫苗的生产是困难的。

   第三种是干扰素和抗炎药。它们并不针对某种病毒,但却只对某些病毒有效,使用它们可能对人体免疫系统和内分泌系统产生严重的副作用。

   总的来说,大多数抗病毒疗法不是仅针对特定病原体,就是会有副作用。

   让感染细胞自杀

   而麻省理工学院的科学家研发出来的新型药物“DRACO”将彻底改写人类抗病毒历史。这种具有广泛抗病毒性的药物,其抗病毒效果类似青霉素对细菌的抗击效果。

   当一个病毒感染到一个健康细胞时,它会接管“细胞工厂”以达到复制的目的。一个人的身体由约一百万亿细胞组成,体内细胞错综复杂,而病毒会找机会与细胞接触、附着在细胞壁上,并将自己的DNA(可能还有一些酶)注入细胞。其DNA利用活细胞中的生命系统复制新的病毒微粒。最终,被劫持的细胞死亡并迸裂,释放出新的病毒颗粒;或者病毒颗粒会从细胞中萌发出来。不管哪种情况,细胞都成了病毒的“加工厂”。在这个过程中,病毒会长出一长串的双链RNA(double-stranded RNA or dsRNA),会有超过30对碱基对。

   为了抗感染,人体内的细胞会采取措施保护自己,它们生成可以“捕获”病毒RNA的蛋白质,并触发一连串反应以阻止病毒不断的自我复制。当一个被叫做蛋白激酶R(PKR)的“哨兵”发现双链RNA在一个细胞中超过23对碱基对的时候,它会和RNA结合,阻碍病毒蛋白的产生,并激活细胞的防御系统。

   大多数的病毒会逃过蛋白激酶R(PKR)的法眼,躲过防御系统。为此,麻省理工学院研究人员选择利用第二种天然防御系统——细胞凋亡,在这个过程中,患病细胞会自杀。细胞凋亡指的是为维持内部环境稳定,由基因控制的细胞主动、有序地死亡。

   麻省理工学院林肯实验室的化学、生物和纳米技术小组中的科学家托德·赖德和他的团队将蛋白激酶R(PKR)和一个被称为凋亡蛋白酶活化因子1(APAF-1)的蛋白质连接在一起,它释放破坏性酶诱使细胞在病毒接管之前自杀,阻止感染继续下去。

   即使病毒的碎片逃脱了被毁灭的细胞,但是它们也减少了能够帮助他们在两个细胞之间游走的蛋白覆盖,这样保证了周围的健康组织免受感染的侵害。

   这种想法导致了DRACO药物的诞生:该药物能定向追踪双链RNA,当DRACO的一端和双链RNA结合时,它指示DRACO的另一端开始细胞凋亡,在病毒有机会复制之前就杀死细胞。

   广谱性药物的诞生

   赖德称,自从11年前他开发出了一种能够快速识别病原体的生物传感器(CANARY)后,他就有了开发这种广谱抗菌药物的想法。传统的药物研发往往遵循着发现致病源-开发对应药物的路径,但赖德认为这种方法不够理想:虽然已有了各种各样的药物,但这些药“分工过细”,只能各自应对特定病毒,非但如此,大量使用还易产生耐药性。于是,他从细胞自身免疫系统获得了灵感,开发出了“DRACO”。

   “DRACO”这种药物使用人体细胞本身的自然防御系统来阻止病毒的感染。它能选择性诱导含有病毒双链RNA的细胞,即已被感染的细胞,致其瞬间凋亡,却无害于健康细胞。

   “DRACO”具有广谱性,能够适应几乎所有病毒;对于病毒双链RNA具有敏感的检测定位追踪功能;具有强有力的诱导细胞凋亡的力量;是一种病毒从未碰到过的直接追踪连接病毒的新型治疗方法。这种药物见效很快,如果服用及时,它能阻止任何症状出现。检测结果显示,“DRACO”还阻挡了病毒入侵,也就是说它能在第一时间防止人感染疾病。正是由于“DRACO”的这几个特性,它非常有潜力成为众多病毒的首选有效治疗和预防用药。这种新药可能会在10年内出现在药店的货架上。

   托德·赖德说:“也许它对某种病毒没有作用,不过目前我们还没有发现。抗生素彻底变革了细菌感染的治疗方法,我们希望这项最新发现能够彻底改变病毒感染的治疗方式。”

   证实能杀死15种病毒

   研究人员在报告中写道,在实验室测试中使用的是动物细胞和人类细胞,新的治疗方法对15种病毒有效,其中包括普通感冒、甲型H1N1流感、登革热、脊髓灰质炎、出血热病毒。

   研究人员认为,“DRACO”还可能治愈麻疹、唇疱疹、狂犬病,甚至杀死艾滋病病毒。托德·赖德表示,“从理论上来说,‘DRACO’能攻克所有病毒。”

   “病毒非常擅长反抗,在这种情况下,想出一种简单的耐药途径是非常困难的。” 斯坦福大学的微生物学和免疫学教授卡拉· 柯克加德说。

   在实验室实验中,“DRACO”彻底治愈了受H1N1流感病毒感染的小鼠。研究人员认为,这种方法也能够被用来阻止类似SARS一样的新病毒的爆发。

   科学家正在小鼠身上测试“DRACO”能否对抗更多病毒,他们希望能获得在更多动物甚至人类身上试验的许可。

   DRACO还待测试

   但实验还面临一些挑战——DRACO太大了,进入细胞比较困难。此外,这种药物的功能决定了它只在感染的早期有效。

   在一些高级的病毒感染案例中,消灭所有受感染细胞会导致器官功能衰竭。如果受感染的细胞是肝脏中的干细胞,这种坏结果同样会发生。而对于儿童、65岁以上的老人和患有免疫系统疾病的人——艾滋病患者或者患有肝脏疾病的人来说,大量的细胞死亡可能会引起全身乏力,加重病情,甚至导致死亡。该药物对用进化的方式作为掩饰的双链RNA病毒同样没有效果。

   开香槟庆祝还为时尚早,因为细菌和病毒一样有着比新的处方药更先行一步的本事。

   但“DRACO”至少为摧毁 “病毒”提供了一张美好蓝图,要知道病毒在上世纪害死的人甚至超过二战的伤亡。

   DRACO工作原理

   病毒感染细胞时,它们会“挟持”细胞为己所用,利用它们的内部物质复制更多病毒。在这个过程中,病毒还会产生一长串双链RNA。

   人体细胞会采取措施保护自己,它们生成可以“捕获”病毒RNA的蛋白质,引发一系列反应,阻止病毒继续复制。不过很多病毒通过阻断这一系列反应中的一个步骤,能够骗过人体防御系统。这种新方法通过把双链RNA-结合蛋白与其他蛋白组合在一起,促使细胞发生凋亡,例如,当一个细胞意识到它正在癌变时,它会选择自杀。因此,当DRACO的一端固定在双链RNA上时,这表明它的另一端会促使细胞自杀。

   DRACO还有一个“传送标记”,这样它就能穿过细胞膜,进入人或动物细胞。

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channelId 1 1 美国正研制能杀所有病毒的万能药 或10年内面世 1 一九二八年,英国学者弗莱明发现了青霉素,这个抗生素药物在上世纪挽救了无数人的生命。大部分人可能不知道细菌与病毒的区别,但是不会不知道青霉素。而今,美国麻省理工学院的科学家发现了一种广谱性抗病毒药物DRACO,它对抗病毒的效果将可以与青霉素对抗细菌的效果相媲美。