來源:我是科學(xué)家iScientist
你知道,一般來說,疫苗研發(fā)需要多久嗎?8-10年左右的時間。
我們常見的幾個例子:水痘疫苗的研發(fā)用了28年,HPV疫苗15年,乙肝疫苗花費了10年。
然而,2019年底,新冠肺炎疫情暴發(fā),不到一年的時間,就有不同線路的疫苗投入使用。
為什么能這么快?
因為,科研人員并不是從零開始研究。他們手中,擁有全世界科學(xué)家?guī)资陙恚瑢跔畈《镜难芯砍晒?/p>
病毒的弱點,已經(jīng)擺在他們眼前。
病毒弱點?是熱點
什么是病毒的弱點?
在傳統(tǒng)生物學(xué)的劃分上,病毒或許不能算作生命。因為,病毒的繁衍和生存,只能依賴宿主。而與宿主的一切接觸,都始于病毒的表面,如果表面出了問題,后續(xù)的感染或許就不會發(fā)生。
因此,病毒的表面其實有很多弱點,比如金屬結(jié)合位點、抗原表位和藥物結(jié)合位點。
科學(xué)家們將表面關(guān)鍵的脆弱區(qū)域稱為“熱點”,自然而然地,熱點也成為了為藥物和疫苗開發(fā)的重要起點。比如,最近為了治療新冠變異株(如delta株),開發(fā)了一種廣譜抗體療法,就是打擊冠狀病毒的脆弱區(qū)域。
今天,科學(xué)家之所以可以快速地進行藥物和疫苗設(shè)計,正是得益于這些信息。
武功秘籍,一網(wǎng)打盡
問題來了,這些類似武功秘籍的信息,哪里能找到?答案是,散落天涯。
有的藏在科學(xué)家發(fā)表的論文里,有的散落在各種細(xì)分領(lǐng)域的數(shù)據(jù)庫里。當(dāng)一個科學(xué)家,想知道某種病毒都有哪些熱點,他可能在信息的海洋里,搜尋很久,浪費的每一分每一秒,都會讓新藥或疫苗來得更晚。
那怎么辦?不用擔(dān)心,有一個科研團隊已經(jīng)著手解決了這個問題。
以湖南大學(xué)鄭何平、鄧?yán)陧椖拷M為首的科學(xué)家團隊,將散落在天涯的各種病毒熱點信息,整合到了一個數(shù)據(jù)庫,創(chuàng)建了一個藏經(jīng)閣——virusMED。
virusMED 里有關(guān)于75 個病毒家族的800 多種病毒株的信息,包括流感、埃博拉和艾滋病病毒。它系統(tǒng)列出了病毒的種類、毒株、宿主、病毒蛋白和抗體,以及有什么藥物可以治療等重要科研信息。
以前,這些數(shù)據(jù)分布在多個資源中,并且通常是“孤立的”,因此不容易訪問。而現(xiàn)在,研究人員可以使用virusMED(https://virusmed.biocloud.top),按病毒或他們感興趣的熱點瀏覽信息,不僅方便,而且免費(劃重點)!
virusMED 中包含的信息,對許多學(xué)科的病毒研究人員都很有價值,尤其是那些從事藥物設(shè)計或抗病毒治療的研究人員。這將幫助科學(xué)家,快速有效地應(yīng)對下一種可能造成大流行的病原體。
virusMED中記錄的信息
virusMED中記錄的信息
拿著秘籍,咋修煉呢?
如果把病毒比作入侵人體的敵人,免疫系統(tǒng)就好比軍事基地,里面住著許許多多的士兵(B細(xì)胞、T細(xì)胞等)。
人體內(nèi)的士兵,每時每刻都在和入侵的敵人戰(zhàn)斗。有些敵人,身披盔甲,狡詐多變,進化得無比的強大。
但是,多強大的敵人都會有致命性的弱點,virusMED就是全面記錄了敵人弱點的秘籍,為精準(zhǔn)打擊敵人提供了清楚明晰的線路圖。
打靶演習(xí)之疫苗篇
既然是軍事基地,就要進行演習(xí),根據(jù)已知敵人的特征,模仿敵軍入侵軍事基地的行為。這樣才能在敵人真正入侵時,以最佳的狀態(tài)戰(zhàn)斗。
疫苗就起到這種防患于未然的作用。
不過,病毒的種類繁多,軍事演練的模式(疫苗種類)卻更新緩慢。如何才能加快這個進程呢?
virusMED數(shù)據(jù)庫可以。它將現(xiàn)有所有敵人的特征信息(抗原表位),進行實時記錄和更新,迅速找到敵人的特定弱點,加快疫苗研發(fā)進度。
然而敵人有時又比較狡猾,在入侵過程中偷偷換一個馬甲(病毒變異改變抗原表位),人體士兵往往沒有防備,導(dǎo)致?lián)p失慘重(生病)。
針對這種情況,virusMED數(shù)據(jù)庫有兩種策略。
一是利用virusMED數(shù)據(jù)庫中關(guān)于敵人的所有變化信息,針對性進行軍事演練,讓士兵熟悉敵人的各個變化。不管敵人怎么變,都能全覆蓋打擊!
第二種就是利用數(shù)據(jù)庫,分析對比敵人的共同特征,讓士兵練成“透視眼“(廣譜疫苗),精準(zhǔn)打擊敵人內(nèi)核。
跟蹤導(dǎo)彈之藥物篇
但是,當(dāng)敵人如潮水般大規(guī)模入侵時,人體士兵即使有了防范,也難免有無法顧及的地方。
這時候人體士兵就需要更強力的輔助,而virusMED數(shù)據(jù)庫能查詢到所有抗病毒藥物的信息,即——提供了一個龐大的武器庫,幫助士兵大大減輕壓力。
即便是遇到全新的,異常難纏的,而且又擅于隱藏自己的敵人。virusMED數(shù)據(jù)庫同樣能應(yīng)對自如,通過分析數(shù)據(jù)和解析特征,設(shè)計出中和性單克隆抗體藥物或者納米抗體藥物,這可謂是“如影隨形”的跟蹤導(dǎo)彈,可以精準(zhǔn)打擊病毒。
雖然,與新冠的斗爭尚未結(jié)束,但可以預(yù)見的是,下一次大流行可能就潛伏在不遠(yuǎn)的未來。而virusMED數(shù)據(jù)庫的出現(xiàn),或許能縮短人類的應(yīng)對時間。
研究人員已在科學(xué)期刊 IUCr Journal (https://doi.org/10.1107/S2052252521009076) 上發(fā)表了他們的研究結(jié)果,他們的工作將出現(xiàn)在該期刊的封面上。研究團隊由張慧慧、陳佩、馬豪杰、Magdalena Woinska、劉德建、David Cooper、彭果、彭友松、鄧?yán)凇ladek Minor和鄭何平組成。該工作得到了湖南省自然科學(xué)基金、國家自然科學(xué)基金、湖南大學(xué)和湖南海昆有限公司的支持。
通訊員:張貽帥 李敏 鐘娟紅 汪詩文
編輯:小販兒 酥魚
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