科学家发现致命尼帕病毒关键成分的结构

哈佛医学院和波士顿大学Chobanian&Avedisian医学院的科学家绘制了尼帕病毒的一个关键组成部分，这是一种高度致命的蝙蝠传播病原体，自1999年被发现以来，几乎每年都会在人类中爆发。1月20日在《细胞》杂志上描述的这一进展使科学家们离开发急需的药物又近了一步。目前，没有疫苗可以预防或减轻尼帕病毒的感染，除了支持性护理外，也没有有效的治疗方法

这种病毒由果蝠携带，可以传播给猪和人类。它还可以通过受污染的食物感染人们，并可以通过咳嗽时释放的飞沫直接在人与人之间传播。世界卫生组织已宣布尼帕病毒为优先病原体，这是对可能引起严重疫情并需要紧急研究以告知预防和治疗策略的生物体的指定

研究人员表示，尼帕病毒有可能引发大流行，因为它可以通过空气中的飞沫和呼吸道分泌物传播。此外，研究人员指出，有证据表明，一些出现较轻、非特异性症状的感染者仍可能传播病毒

在严重的情况下，感染可导致严重的呼吸道疾病和脑炎，脑炎是一种脑部炎症，可导致毁灭性的神经功能缺损和死亡。根据美国疾病控制和预防中心的估计，该病毒导致40%至75%的感染者死亡。相比之下，埃博拉病毒在过去的疫情中导致25%至90%的感染者死亡，平均死亡率为50%

在这项新研究中，研究人员重点研究了病毒机制的一部分，即病毒聚合酶复合物，这是病毒用来复制其遗传物质、传播和感染细胞的一组蛋白质

这项工作提供了病毒聚合酶及其关键特征的详细三维图像。了解这一关键病毒机制的结构和行为，可以阐明病原体如何在宿主体内繁殖

研究人员表示，到目前为止，尼帕病毒聚合酶的结构和功能仍然知之甚少，并警告说，需要进一步的研究来充分了解聚合酶如何产生使病毒繁殖的不同类型的遗传物质

尽管如此，该团队表示，解开这一病毒装置是分析构成严重威胁的病毒内部运作的关键第一步

“确定聚合酶如何被调节以开启和关闭病毒复制所需的不同酶活性将改变游戏规则，这项研究是实现这一目标的关键一步，”该研究的合著者、波士顿大学Chobanian&Avedisian医学院病毒学、免疫学和微生物学系主任兼Ernest Barsamian教授Rachel Fearns说

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解开病毒聚合酶复合物的分子结构为治疗的设计提供了基础

哈佛医学院微生物学副教授、霍华德·休斯医学研究所研究员乔纳森·亚伯拉罕说：“这一新的认识可以帮助我们确定聚合酶结构的功能特性，这些特性可以作为药物靶点。”

一旦研究人员弄清楚了酶的结构，他们就仔细研究了酶的不同部分如何影响其执行的不同功能。了解这些不同部分的作用以及它们如何采取不同的立场，为如何阻止病毒的扩散提供了关键线索

研究人员以两种不同的方式进行了实验。首先，他们纯化了聚合酶，并使用冷冻电子显微镜确定了其结构，这种技术使科学家能够在单个分子的尺度上可视化生物样本的结构

其次，他们诱导聚合酶发生突变，然后观察突变聚合酶在细胞中的行为，以了解这些突变如何影响其功能

“与其他病毒聚合酶相比，我们的研究阐明了尼帕病毒聚合酶的独特和共同特征，提供了关键的见解，有可能为广谱抗病毒药物的开发提供信息，”该研究的共同第一作者、费恩斯实验室的研究员Heesu Kim说。

研究人员指出，佐治亚州立大学的科学家开发了一种有前景的口服候选药物，可以对抗与尼帕有关的病毒，但不能对抗尼帕病毒本身

为了了解为什么这种候选药物对尼帕病毒无效，研究人员进行了各种模拟研究，以观察对病毒聚合酶的某些结构调整是否会提高药物与病毒结合的能力

研究人员确定了病毒聚合酶中可能成为药物靶点的特定部分。这反过来可以为小分子抑制剂的设计提供信息，这些抑制剂会破坏病毒聚合酶，使尼帕病毒易于治疗

“我们希望我们的发现能激发人们的兴趣，并激发其他人的进一步研究，从而对致命病原体有新的认识，”该研究的共同第一作者、亚伯拉罕实验室的博士后研究员Side Hu说。

”事实上，我们很高兴看到其他小组像我们一样公开分享他们的数据，并帮助推动该领域向前发展。”