《細胞》:不用疫苗也能防新冠感染!人造蛋白或成新治療思路

近日《細胞》的一篇論文裡,一支跨國研究團隊提出了一種預防新冠病毒感染的新思路,能夠有效預防早期的新冠病毒感染。在缺乏有效治療藥物和預防疫苗的當下,這項研究的重要性不言而喻。

要了解治療方式,首先需要釐清「ACE2」。先前的多項研究,都暗示ACE2在新冠病毒引起的疾病裡,扮演了重要而復雜的角色。一方面,ACE2是新冠病毒進入細胞所識別的受體。在小鼠模型裡,ACE2表達水平越高,疾病就會越嚴重;另一方面,ACE2還有一定的保護作用。如果ACE2表達水平很低,小鼠的肺部損傷就會更嚴重。

簡單來說,人體內的ACE2太多,得到新冠病毒的風險跟嚴重度就越高。但我們又不能因此把ACE2全部消滅,因為如果人體的ACE2太少,肺部就會有損傷。

把病毒「吸走」!感染力下降5000倍

研究人員因此提出了一條新的思路,也就是使用體外純化的「重組人類ACE2蛋白」,能不能預防新冠病毒的感染?

這背後的邏輯很簡單:新冠病毒會識別並結合人類ACE2蛋白。那麼,研究人員從外部加入「重組人類ACE2蛋白」,這些從外部加入的這些蛋白就像磁鐵一樣,會把新冠病毒給「吸走」,讓它們無法入侵細胞。這樣一來,就能消解病毒對於人體的感染力了。

為了檢驗這個想法,研究人員們先是分離出了新冠病毒,再用它們去感染培養的細胞。有意思的是,如果病毒在感染細胞之前,先和重組人類ACE2蛋白接觸30分鐘,這些病毒的感染能力就會明顯削弱。研究人員估計,削弱的幅度大約為1000-5000倍。

在器官實驗中,同樣能夠抑制感染

在細胞實驗取得積極成果之後,研究人員們在「類器官」模型裡做了後續的研究。相較細胞模型,類器官能更好地反應器官的一些關鍵特徵,從而具有更好的代表意義。

研究人員們使用了人類毛細血管和腎臟的類器官,結果喝先前細胞實驗結果類似:加入重組的人類ACE2蛋白,都可以顯著減少新冠病毒的感染。在腎臟模型中,這種抑制能力還表現出了劑量相關性,也就是加入的ACE2蛋白濃度越高,抑制能力就越好。而安全性的初步數據也表明,無論是毛細血管模型還是腎臟模型,體外加入的ACE2蛋白,都沒有產生毒性。

科學家還要進一步測試在肺部的療效

不過,這個治療思路也還不是十全十美,研究人員指出了,它也有幾個明顯的局限性。

首先,這項研究針對的是病毒的早期感染階段,目標是防止新冠病毒早期入侵宿主細胞。人類重組ACE2蛋白在病程後期是否還有抑制效果,是一個未知數。

其次,毛細血管和腎臟類器官雖然在病理上有一定科學依據,但研究人員們並沒有測試肺部類器官,而這是新冠病毒感染的重災區;最後,在實際的生理環境下,ACE2相關的訊號通路和調控方式更為複雜。我們還需要進行更多研究,才能知道額外添加的人類重組ACE2蛋白可能會產生哪些效果。

等不到疫苗、解藥,蛋白療法或成為另一條治療思路

總結來看,作者們在論文裡指出,這些結果表明可溶性的ACE2有望抑制新冠病毒,防止它們進入細胞。在各種藥物遲遲得不到臨床驗證,疫苗又需要12-18個月才能誕生的當下,這項研究無疑帶來了一種預防病毒感染的新思路。

當然,僅憑這些細胞實驗和類器官實驗的結果,是遠遠不夠的。為了驗證它的預防潛力,我們還需要進行更多的探索。有意思的是,出於其他一些目的,純化的人類重組ACE2蛋白在過去已經完成了1期和2期臨床試驗。這是一個良好的開端,我們也希望科學家們後續探索的時間不用太久。

參考資料:Trial drug may block early stages of COVID-19, study in human cells shows

文/林以璿 圖/林以璿

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