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[中國科學報]面對疫情,中科院微生物所在疫苗研發、機制研究、數據庫建設等方面跑步前進

作者: 發布時間:2020.01.31 文章來源:

  作者:《中國科學報》記者  馮麗妃
 

  新型冠狀病毒(2019-nCoV)疫情還在繼續蔓延,作為我國最大的綜合性微生物研究單位,疫情發生以來,中科院微生物所高度重視,組織精銳力量,積極投入抗疫科技攻關工作。 

  就此,《中國科學報》采訪了該所領導和參與此次疫情防控狙擊戰的科學家。 

    

  微生物所在這次疫情中主要承擔了哪些任務? 

    

  微生物所副所長錢韋(法人代表):微生物所是打過“非典”型肺炎(SARS)和流感病毒感染戰役的一個研究所,也算是經歷過戰斗的“老兵”。本次疫情防控阻擊戰中,微生物所積極響應黨中央和國家的號召,按照中科院的部署,盡全所之力,全力投入。 

  微生物所的科研攻關團隊,承擔了病毒溯源、變異模式、關鍵蛋白結構解析、抗體和疫苗等方面的研究任務,同時配合中國疾控中心,做好數據信息支撐任務。 

  十七年前“非典”和后續的流感病毒等戰役之后,微生物所在病原體以及抗體、疫苗、藥物研究方面,一直都有人才隊伍、知識和技術儲備,為此次對抗新型冠狀病毒打好了基礎。 

  因為這次疫情是春節前爆發,大家最近一直在加班,很多老師和同學都沒放假,頂在前線,堅守崗位,科技報國,共克時艱。 

  科研工作者是沒有刀槍的戰士。 

  這是國家最需要我們的時候,我們理應站在國家需要的前方。 

 

 

  疫苗研發與抗體開發 

    

  大家關心的疫苗研究進展如何? 

    

  微生物所新型疫苗及抗體工程研究組研究員嚴景華:現在研發的疫苗主要分為滅活疫苗、亞單位疫苗、病毒載體疫苗,DNA疫苗或mRNA疫苗四個方向。我們課題組承擔的一個任務是重組蛋白亞單位疫苗研究。 

  疫苗是對健康人群使用,安全性和有效性要經過充分的動物試驗驗證和小范圍人群驗證。即便這些走得快一點,安全評估時間也要一年半載。 

  我們同時在做治療性抗體。這相對更快,因為抗體本身就是蛋白,從治療腫瘤和各種疾病的抗體藥物看,它的安全性還是不錯的。 

  我們有一個抗體篩選平臺,一旦從病人體內分離出抗體,拿到它的基因序列,就可以進行重組表達。對危重病人進行治療,也可以對高危人群進行預防。之前像埃博拉抗體也起到了很好的作用,所以我們希望盡快拿出來。 

  不論疫苗也好,抗體也好,最終都要按藥品和疫苗管理法去做,遵循生產的法規安全性等。如果能有重大的進展,對于穩定社會情緒肯定有作用。但從科學的角度講,不能著急,必須得走程序,對大眾安全負責任。 

  我們以前做過MERS(中東呼吸綜合征)疫苗,效果很好,現在是按照這個模式來做。我們120號才拿到病毒基因,現在還沒有到疫苗功能評價階段。 

  我們現在的工作時間不是以來計算,而是以小時在往前推,爭分奪秒。 

    

  微生物所T細胞免疫調控研究組研究員孟頌東:疫苗包括兩部分,一個是抗原,另一個是佐劑,后者占疫苗研究的半壁江山。我們實驗室研究了目前唯一用于臨床的天然佐劑——gp96介導的T細胞佐劑。 

  gp96重組蛋白是一個比較成熟和經典的蛋白疫苗,我們發現它有一個強有力的T細胞佐劑,是相對比較安全的疫苗。 

  約兩年前,我們已經開始中試化生產gp96,如果找到了T細胞的一些保守表位,馬上就可以合成疫苗。我們一個月之內肯定能做動物實驗,因為重組蛋白gp96是現成的。如果疫情會在一兩個月內消散,這個疫苗可能作為儲備的價值更大一點;如果疫情持續時間更長,比如到三四個月或者以上,疫苗有可能研發出來并發揮作用。 

  T細胞不像抗體細胞,一般都比較保守,比如SARS、MERS等病毒變了,但其T細胞表位沒有變,或者變得不多。所以,持續研究下去,很有可能設計出通用的冠狀病毒疫苗,這也是我們國家一個最終的夢想。下次再出現新冠狀病毒,我們這個“武器”就可以馬上拿出來。 

    

  病毒傳播機制研究 

     

  針對2019-nCov傳播機制的研究有哪些進展? 

    

  微生物所研究員、中科院病原微生物與免疫學重點實驗室副主任施一:病毒感染宿主細胞可分為三個環節:入侵——病毒在宿主細胞內復制(包括病毒基因組復制和病毒蛋白合成)——合成的病毒基因組和病毒蛋白組裝后形成新生的病毒粒子,離開宿主細胞,再去感染其他宿主細胞。我們主要針對病毒的入侵和復制機制展開研究。 

  在入侵機制方面,中科院的科學家已經發現新型冠狀病毒入侵時的細胞受體跟SARS-CoV受體一樣,都是ACE2。現在,初步還發現新病毒跟受體的結合力比SARS-CoV略強一些,我們正在研究新型冠狀病毒與不同物種來源的ACE2分子的結合能力,探索病毒傳播時可能利用的中間宿主。 

  同時,通過比較2019-nCoVSARS-CoV的病毒聚合酶蛋白基因,我們發現它們的相似度很高,在90%以上。我們現在針對聚合酶通過計算機虛擬篩選方法,篩選了約50個有潛在活性的化合物,正在準備測試和驗證活性。 

  50個化合物里頭,有一個叫作利托那韋的化合物是一種抗艾滋病的藥物,最近武漢病毒所的科研人員已經證實它在細胞層面具有抗病毒的效果,其后續的臨床使用,正在走相關程序報批。我們也希望能夠發現醫院已經在用的更多老藥,可以更快地用于臨床救治。 

  我們也在跟醫院合作,嘗試了解新病毒在人群中擴散時可能發生的基因組變異。冠狀病毒是現在已知的擁有最大基因組的RNA病毒,相對于人類用DNA作為遺傳物質,其RNA基因組復制時的保真性相對較差,容易產生更多的變異。 

    

  微生物所病原微生物結構生物學研究組研究員齊建勛:知道2019-nCoV與宿主ACE2受體結合后,我們還要知道它是如何結合的。 

  我們采用3個“放大鏡”看病毒是如何侵入宿主細胞的:首先采用X-射線晶體學方法在原子層面上探究病毒與宿主受體是如何相互作用;同時采用電子顯微鏡方法探測病毒與宿主受體在分子層面是如何相互作用的;然后采用小角散射方法研究病毒和宿受體的作用模式,最終把不同層面,不同尺度的信息整合起來,破解病毒入侵宿主細胞的機制。只要破解了一個入侵機制,就可以指導設計藥物、抗體或疫苗進行防控。 

  
 

  微生物所生物信息和計算生物學研究組研究員王軍:我們做的最多的工作是生物信息學分析,包括新的測序手段的利用,以及在人工智能基礎上的分析方法。 

  我們現在一邊在抓緊利用新的測序技術獲取更多的基因組信息,分析更完整的基因組變異情況,追蹤病毒在傳遞過程中可能的變異。 

  另一方面,我們在協助新的藥物以及抗體的研發,利用人工智能分析方法,去挖掘和設計一系列可能用于治療的抗體。現在我們正在抓緊合成一些,然后利用研究所已經成熟的抗體篩選驗證平臺進行驗證,希望近幾周內就有結果。 

 

    

    

  新型冠狀病毒國家科技資源服務系統建設 

    

  2019-nCoV數據庫建設有什么意義? 

    

  國家微生物科學數據中心主任馬俊才:這次我們國家微生物科學數據中心跟國家疾控中心的國家病原微生物資源庫合作,建立了新型冠狀病毒國家科技資源服務系統,特點是把國家病原微生物資源庫的實物資源優勢和我們國家微生物科學數據中心的信息技術能力迅速結合,在大年三十(124日)上午發布了新型冠狀病毒毒株和電子顯微鏡照片等相關信息。 

  通過這個平臺,不僅能看到中國政府公布的疫情數據,還能看到中國科研團隊的研究成果、毒株等科學數據,說明了我國研究成果的開放性。我們搜集了跟冠狀病毒相關的3萬多條病毒序列信息,包括感染人的和不感染人的,盡可能滿足科學家不同的研究的需求。 

  信息平臺開放后不僅僅獲得國內用戶的廣泛關注,開通三個多小時后,國外的研究機構和媒體報道了我國這一科學數據信息平臺的開放,并來聯系使用相關的數據信息,到現在為止,整個信息平臺有大約558萬的瀏覽量。 

    

  對下一步傳染病防控研究有何建議? 

    

  施一:SARS疫情之后,科學家沒有把藥物和疫苗等研發繼續做下去,這次新型冠狀病毒疫情也是給了我們一個反思的機會。對于科學家來講,這次疫情提示我們要提前做好一些前瞻性的儲備。 

  我們過去在廣譜性抗病毒藥物開發和儲備上做的還是比較少的。這兩年,我也開始逐漸聚焦這個工作,希望能夠開發出廣譜性的抗病毒藥物,應對將來可能會發生的疫情。一個比較關鍵的地方是,我們得找到設計廣譜性藥物的靶點在哪兒。 

    

  錢韋:經歷過一次SARS病毒洗禮,我們體制上對突發傳染病反應速度必然快了,得到了國際上的認可?,F在疫情正在進行管控,我個人還是比較樂觀的。 

  但從SARSnCoV,到現在為止我們都沒有特異性的藥物、抗體,這說明我們國家在傳染病應對方面,從臨床預防控制、基礎醫學研究、藥物研發,一直到產業化這些環節之間割裂比較嚴重,一定要想辦法在研究機構和管理體制機制上有些重要的變化。 

  我們不能永遠在“應急”,應該做好前瞻性、預見性和長期性的工作,久久為功,在傳染病和公共健康領域,未來無論是遇上“遭遇戰”還是“塹壕戰”,我們都有能力應戰,都有信心打贏每一場戰斗。 

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