用超级计算机模拟出关键病毒突变 人类或将告别乙肝“绝症”时代

 

用超级计算机模拟出关键病毒突变 人类或将告别乙肝“绝症”时代

乙肝是一种让人闻之色变的慢性疾病,乙肝病毒的感染会导致肝脏的纤维化、肝硬化和肝癌。到目前为止,这种疾病虽然可以通过药物获得良好的控制,但暂且无法治愈。乙肝患者和病毒携带者仍会引起别人的恐慌。

近日,特拉华大学的研究人员利用超级计算机资源,与印第安纳大学的科学家合作,对导致乙型肝炎的病毒和包围病毒基因蓝图的“刺球”有了新的了解,在研发相应药物方面向前迈进了一步。

这项由美国化学协会杂志ACS-Chemical-Biology发表的研究提供了对衣壳(一种保护蓝图并驱动其传递以感染宿主细胞)自我组装的信息。

特拉华大学科学家使用超级计算机模拟了一种破坏组装过程的突变。他们与合作者一起,揭示了包含突变的蛋白质区域,即尖峰,可以与与其他亚单位连接以组装衣壳的蛋白质区域进行通信。他们发现有证据表明,外壳蛋白形状的改变会使其进入组装的“启动”状态。

科学家认为,这种衣壳是开发治疗乙型肝炎药物的一个重要目标。衣壳看起来像一个刺球,有120个蛋白质二聚体聚集在一起形成;每个二聚体都包含一个尖峰。衣壳是病毒感染的关键,如果能破坏组装过程,病毒就无法产生具有传染性的自身拷贝。

印第安纳大学的研究人员一直在研究二聚体,它是由2部分组成的T形分子结构。同时,他们也在研究突变是否可以激活或关闭打开衣壳组装机制的开关。

结果是,他们模拟的突变破坏了二聚体顶端尖峰的结构,这实际上涉及到远离尖峰的蛋白质区域,但很明显这两个区域是相连的,最终这种突变减缓了蛋白质的组装速度。这一结果证明,蛋白质形状的改变,特别是在尖峰处,实际上可能激活或取消组装。

根据《柳叶刀-胃肠病学与肝脏病学》2018年发表的一项研究,在2016年,全球有近3亿乙肝感染者。根据同一模型估算,中国大陆约有8600万名乙肝感染者,感染率6.1%。

目前防治乙肝主要从疫苗入手。从2005年开始,国家将乙肝疫苗纳入一类疫苗接种,所有新出生婴儿全部免费接种。根据2014年的一项全国肝炎血清流行病学调查,15-29岁、5-14岁、1-4岁人群的乙肝携带率分别为4.38%、0.94%、0.32%。显然,越晚出生,携带乙肝病毒的概率就越低,疫苗防治手段取得了良好的效果。

对于已经患有乙肝的患者,目前也有药物控制病毒,包括替诺福韦(TDF)和替诺福韦酯二代(TAF)。TDF药物目前在国家组织药品集中采购和使用试点范围内,每月只需17元;效果更好、副作用更低的药物TAF药物在2020年纳入国家医保后,也只需要500元/月,未来国产化后有望降到100元以下。

编译/前瞻经济学人APP资讯组

参考资料:

[1]https://www.sciencedaily.com/releases/2020/08/200813155829.htm

[2]https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acschembio.0c00277

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