決戰境外? COVID-19 治療新希望 (之一):找出SARS-CoV-2 入侵人體的秘密 (專業閱讀)

一般而言,病毒的生活史,是由附著在適合的細胞表面開始,與細胞上、該病毒的受體辨識並結合後,透過諸如內吞作用 (endocytosis) 等機制進入細胞、釋出其遺傳物質,並挾持宿主細胞的「工廠」、為病毒的複製、增殖工作;最後,溫和的病毒,會緩緩釋出成熟的病毒顆粒,激進」的病毒則會裂解宿主細胞,讓病毒顆粒四散、進行下一輪的感染。

在這過程中的每一個步驟,都可能可以成為阻擋病毒攻勢的標的。例如:阻止病毒抗原與細胞上的受體結合,可避免病毒入侵細胞;阻撓病毒基因體複製,可避免病毒增生 (例如:瑞德西韋的抗病毒機制);又或是,斷絕成熟病毒顆粒的去路、使之無法離開宿主細胞、阻斷下一輪的感染 (例如:克流感的機制)。

對於 SARS-CoV-2,科學家們兵分多路,試圖以最短的時間探索最多的可能。不知道這算是幸運還是不幸運,我們有 SARS-CoV-2 的「親戚」─ SARS-CoV 可以當作一個參考依據,延著先前的研究脈絡前進,省下不少摸索的時間。例如,在尋找 SARS-CoV-2 位於細胞上的受體時,可以先以 SARS-CoV 的受體 ─ ACE2 為優先測試目標;其他機制,也可以作為參考。

因為有著前人們的知識累積,日前,德國靈長類動物中心的感染生物學家組成的研究團隊,迅速地在國際頂尖期刊《Cell》上發表了令人振奮的消息!

SARS-CoV-2 的行為與 SARS-CoV 很相似

首先,研究人員將這兩種病毒拿去處理一系列的細胞株,發現兩者可以感染的細胞種類幾乎一致,顯示它們很可能會使用相似的方式進入擁有特殊特性的細胞。

相似的「鑰匙」、相同的「鎖頭」

過去的研究發現,SARS-CoV 的棘蛋白 (稱為 SARS-S) 是病毒進入宿主細胞的關鍵「鑰匙」。而這次的研究中發現,SARS-CoV-2 的棘蛋白 (稱為 SARS-2-S) 與 SARS-S 一樣,也會產生蛋白質水解加工的現象。SARS-S 與 SARS-2-S 有 76% 的胺基酸完全相同,因此,它們的作用方式很有可能會十分相像。

科學家在分析了數種蝙蝠的 SARS-CoV 相關病毒 (SARS-CoV-related viruses, SARSr-CoV) 的棘蛋白胺基酸序列後發現,可以 ACE2 為受體的 SARSr-CoV,其棘蛋白上的受體結合域具有保守性胺基酸序列 (也就是大家的胺基酸序列一樣或十分相近),而 SARS-S 與 SARS-2-S 也都具有這樣的序列;至於不以 ACE2 為受體的病毒,其棘蛋白上則不具有此保守序列。此外,一旦在細胞上表現 ACE2,原本不會被 SARS-CoV 與 SARS-CoV-2 感染的細胞,也會轉變成容易受該病毒感染!若是進一步用 ACE2 的抗體,將 ACE2 「遮蔽」掉,則病毒無法感染細胞。這些結果都顯示:兩病毒使用了細胞上相同的「鎖頭」─ 以 ACE2 做為其受體。

資料來源:Cell (doi.org/10.1016/j.cell.2020.02.052)

 

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