两种细菌蛋白对新冠等有广谱抗病毒活性,清华等团队最新发现
清華大學、軍事醫學科學院微生物流行病研究所、廣東省深圳疾控中心、美國康涅狄格大學醫學院的研究團隊對具有抗病毒活性的色素桿菌分泌型蛋白進行功能篩選,鑒定出兩個具有脂酶活性的廣譜抗病毒細菌蛋白。這兩種細菌蛋白對登革病毒(DENV)、Zika 病毒(ZIKV)、嚴重急性呼吸系統綜合癥冠狀病毒 2 (SARS-CoV-2)、人類免疫缺陷病毒(HIV)和單純皰疹病毒(HSV),都具有廣譜抗病毒活性。
當地時間 5 月 22 日,研究團隊在預印本網站 bioRxiv 在線發表了上述研究,題為“Broad-spectrum virucidal activity of bacterial secreted lipases against flaviviruses, SARS-CoV-2 and other enveloped viruses”。論文的通訊作者為清華大學醫學院程功教授。
論文指出,病毒是急性和慢性嚴重人類疾病的主要病原,給全球公共衛生和經濟造成巨大負擔。據統計,每年有數十億的病毒感染報告,其中數百萬患者臨床癥狀嚴重,甚至死亡。然而,對于大多數病毒,目前都缺乏有效的預防和治療措施,尤其是缺乏廣譜抗病毒藥物。
此前的一項研究發現,從野外捕獲的埃及伊蚊的中腸中鑒定出的一種名為色素桿菌 Csp_P的土壤細菌顯示出對登革病毒具有強大的抗病毒活性。在這項研究中,研究團隊首先從在他們的昆蟲設施中飼養的埃及伊蚊的腸道中發現了一種色素桿菌,將這種細菌命名為 Csp_BJ。研究人員對 Csp_BJ 細菌基因組進行測序,并已將數據上傳至 NCBI 數據庫(NCBI 分類號:2735795)。
隨后,他們從色素桿菌 Csp_BJ 中篩選鑒定出兩種具有脂酶活性的抗病毒效應因子 CbAE-1 和 CbAE-2。這兩種 CbAE 均表現出對包括 DENV、ZIKV、SARS-CoV-2、HIV-1 和 HSV-1 在內的多種包膜病毒強大的抗病毒活性。
值得注意的是,兩種 CbAEs 對甲型流感病毒(IAV)均無影響。
而毒性評估則表明,無論是對人類細胞還是小鼠,CbAE-2 都比 CbAE-1 安全得多。
事實上,越來越多的證據表明,某些脂酶具有強大的抗病毒活性。2010 年的一項研究即指出,人肝癌細胞(Huh7.5)中,脂蛋白脂肪酶或肝甘油三酯脂肪酶都能通過降解病毒相關的脂蛋白,影響丙型肝炎病毒(HCV)感染。
2017 年的一項研究也發現,從印度眼鏡蛇的蛇毒中分離到的一種分泌型磷脂酶 A2(PLA2)對 HCV、DENV 和流行性乙型腦炎(JEV)具有強大的抗病毒活性。不過,這種蛋白對辛德畢斯病毒(SINV)、IAV、MERS 或 HSV-1 均未表現出顯著的抗病毒活性。
研究團隊分析,CbAEs 可能通過其脂酶活性滅活病毒,同時也會破壞細胞膜。他們同時指出,CbAEs 對病毒包膜的特異性和親和力還有待提高,從而進一步降低其細胞毒性,提高抗病毒效果。
研究團隊提到一點,SARS-CoV-2 表面刺突蛋白(S蛋白)與人類 ACE2 有高親和力結合,因此可以嘗試利用融合 ACE2 對 CbAEs 進行工程設計,大大增強其對病毒包膜的親和力和特異性。他們提出: 一種 ACE2-CbAE 結構可能會提高阻斷 SARS-CoV-2 感染的功效。
研究團隊最后強調,廣譜抗病毒藥物對于及時預防新出現病毒疾病的廣泛傳播可能是至關重要的,而 CbAE-2 具有廣泛的抗病毒作用和對宿主的低毒性,可能是一個潛在的選擇。“我們的研究為開發廣譜抗病毒藥物提供了一個途徑,減少由新出現病毒導致的疾病引起的臨床負擔。”
總結
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