高福院士Nature子刊發表重要成果

日期：2016-04-20 09:14:45

在高福（George F Gao）院士和施一（Yi Shi）副研究員的領導下，來自中國科學院微生物研究所、中科院北京生命科學研究院的研究人員通過解析寨卡病毒（Zika virus，ZIKV）NS1結構，揭示出了黃病毒屬(Flavivirus)間靜電表面的多樣性。這一研究成果發布在4月18日的《自然結構與分子生物學》（Nature Structural & Molecular Biology）雜志上。

ZIKV是黃病毒屬成員，通過伊蚊傳播給人類。ZIKV是在1947年的非洲首次分離出來，通常在非洲和亞洲的熱帶地區傳播。2013-2014年法屬玻里尼西亞爆發大規模的寨卡病毒疫情后，這一病毒出現在美洲一些新區域，已發現在南美和加勒比海地區的26個國家及區域傳播。在此次大爆發之前，由于感染個體往往無癥狀或癥狀較輕，對于ZIKV發病機制的研究很大程度上被忽視。現在有越來越多的證據表明，ZIKV感染可能與胎兒和新生兒小頭畸形和一些嚴重的神經系統并發癥，如Guillain–Barré綜合征相關。

研究人員已在胎兒有小頭畸形綜合征的孕婦羊水，及小頭畸形胎兒腦組織中檢測到了ZIKV。并且，證實ZIKV可以感染人類皮質神經祖細胞并抑制它們的生長。另一個擔憂的問題是ZIKV還可以通過性行為傳播，在來自感染患者的精液中可以檢測到高病毒載量。然而到目前為止，尚無任何臨床批準的疫苗或療法可用于預防和控制ZIKV感染。鑒于這種緊急狀況，需要我們作出很大的努力來開發出新的疫苗和抗病毒療法；為此，有必要全面地了解ZIKV感染的發病機制及分子基礎。

作為黃病毒屬的成員，ZIKV具有一個單鏈正股RNA基因組。這一基因組最初被翻譯為一個多聚蛋白，隨后翻譯后裂解為3個結構蛋白（C, PrM/M和 E），及7個非結構(NS)蛋白(NS1, NS2A, NS2B, NS3, NS4A, NS4B 和NS5)。6個NS蛋白(NS2A—NS5)在內質網膜胞質面上形成一個復制復合物。與脂類相關的糖基化NS1在細胞內形成同源二聚體，對病毒復制和感染后期至關重要。NS1還可作為六聚體脂蛋白顆粒分泌到胞外間隙，通過與來自天然和適應性免疫系統的元件及其他宿主因子互作參與免疫侵襲和發病。NS1是病毒感染一個主要的抗原標志物，有人提出它與其他的標志物一起可作為早期檢測登革熱病毒(DENV)感染的生物標志物。盡管當前已很好地確立了DENV和西尼羅病毒(WNV) NS1的分子機制，NS1編碼序列被懷疑是黃病毒屬感染導致各種臨床癥狀的主要遺傳因子，但目前對于ZIKV的NS1仍知之甚少。

在這篇新文章中，研究人員報告稱獲得了寨卡病毒NS1 C端片段的晶體結構。通過與西尼羅河病毒和登革熱病毒的NS1結構進行比較，揭示出了在宿主交互界面上一些保守的特征及不同的靜電特點，由此表明了黃病毒屬發病機制的不同模式。

高福院士長期從事病原微生物與免疫學領域研究，特別是在病原與宿主的相互識別和相互作用方面進行了系統性和原創性工作。2016年1月，高福院士領導來自中國科學院微生物研究所的研究人員揭示出了，埃博拉病毒糖蛋白（GP）結合它的內吞體受體Niemann-Pick C1(NPC1)的機制。這一重要的研究成果發布在Cell雜志上。

2016年1月，在高福院士的領導下，來自中國科學院微生物研究所、四川大學等處的研究人員，揭示出了人類破骨細胞相關受體(OSCAR)識別膠原蛋白的結構基礎，并為未來開發出特異性調節膠原蛋白及膠原蛋白互作的新療法提供了一種有前景的策略。這項工作發布在PNAS上。

2015年，高福院士、北京微生物流行病研究所的Cheng-Feng Qin帶領研究團隊與韓國Celltrion公司和亞特蘭大疾控中心合作，對甲型流感進行了深入研究。他們在七月二十一日的Nature Communications雜志上發表文章，展示了一個強效的廣譜中和性人類單克隆抗體。這個名為CT149的抗體有著獨特的結合方式，交聯病毒的兩個血凝素（HA）單體。