解決人類、病毒的無窮戰爭,那就用電腦設計病毒殺手吧

作者 | 發布日期 2017 年 07 月 11 日 15:43 | 分類 生物科技 , 醫療科技 follow us in feedly

今年比爾蓋茲於慕尼黑安全會議的演講中提到,有 3 種威脅與人類物種滅絕的命運息息相關:核戰、氣候變遷以及病毒。「不要以為目前相安無事就代表疫情爆發不會再度降臨。如果我們要為最壞打算準備,我們就應該建造一座兵工廠。」他提到的工廠可不是什麼槍砲彈藥,而是疫苗和藥物。



目前帶給人類極大困擾的就是常見的流感病毒,根據世界衛生組織報導,儘管已有疫苗,季節性流感仍造成數以百萬計的案例,以及全球每年數十萬人死亡。原因不外乎疫苗製造耗時,難以流通全球。說到流感就不能不提 1918 年肆虐的西班牙流感,一年就奪走超過兩千萬條人命。

如此駭人的病毒在顯微鏡下只是一顆帶棘刺的小球,它會利用那些棘刺攀上人體細胞,而抗體利用這個特性,用與生俱來的兩隻手臂牢牢抓住這些棘刺。然而,每年病毒的快速演化和突變讓抗體漸漸束手無策,所以對抗流感必須要有新點子,而有人將點子動到軟體設計上。

一般來說抗體屬於免疫系統的一部分,如今電腦模型已可設計出抗病毒蛋白,這種蛋白質做和抗體一樣的事,效果甚至更好。利用化性互補的表面和特定病毒緊緊黏在一起,只要方式正確,抗病毒蛋白就可以物理性封鎖病毒移動方式,最終達到預防感染的目的。

在 2016 年,這種電腦設計的抗病毒蛋白就發現比奧司他韋(一種作用於神經胺酸脢的專一性抑制劑,已被 WHO 視為必需藥物)更有效,而且只需不到十分之一單位劑量,就能得到同樣甚至更好的效果。

可利用三指蛋白檢測

最近發表在《Nature Biotechnology》的論文提到,華盛頓大學蛋白質設計中心的科學家,利用電腦模型進一步展示一種全新且有 3 根手指頭的抗病毒蛋白。但為何是 3 根而不像一般抗體帶 2 根手指就好呢?

原因在於許多致命的包膜病毒,例如流感病毒、伊波拉、HIV 的棘突均由三聚體組成。如果抗病毒蛋白有 3 根手指頭,就可以對稱抓住棘突蛋白的每個地方,讓雙方的結合更緊密,對抗病毒的攻擊力也會提高。目前最好的三指抗病毒蛋白已用在小鼠身上,結果顯示,小鼠完全逃離致死性流感的傳染,而且只流失些微體重。

儘管前景樂觀,不過仍要許多年才能進行人體試驗。但這不代表我們現在不能先拿到一些好處。目前就算濃度極低的情況下,科學家團隊也可偵測到流感病毒,方法就是將三指蛋白塗在長條紙上,再放點流感病毒樣本在上面,就像驗孕棒,若是出現條帶可不是好消息,而是你中了病毒啦!

有了軟體設計的抗病毒蛋白,也許當下一個如同西班牙流感的病毒疫情再次席捲全球,它就能拯救數百萬人的性命。

(首圖來源:pixabay) 

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