“病毒或许进化,致使像瑞德昔韦这样的药物失掉效果。”
编译:步摇
修改:tuya
出品:财经涂鸦
本文来自《Science American》3月20号刊登的文章。
为什么咱们没有能用于医治COVID-19的药物?接下来开发它们需求多长时刻?普通人的这两个问题,也在检测药物开发者。
每种病毒都是不同的,用于医治它们的药物也不同,这便是为什么没有一种药物可以应对几个月前才呈现的新式冠状病毒。
作为一名研讨细胞在感染进程中怎么遭到病毒的影响的体系生物学家,我对第二个问题特别感兴趣。
寻觅脆缺点并开发医治疾病的药物一般需求数年时刻。可是新冠病毒并没有给国际那么多时刻。由于国际上大多数区域都处于封闭状况,逝世要挟已火烧眉毛,研讨人员需求更快地找到有用的药物。
这种状况给我和我的搭档们带来了终身的挑战和机会:协助处理由SARS-CoV-2全球大盛行形成的巨大公共卫生和经济危机。
面临这场危机,咱们在旧金山加州大学定量生物科学研讨所(QBI)组建了一个小组,以发现该病毒怎么进犯细胞。可是,咱们不是在测验依据这些信息来创立新药,而是在寻觅当今是否有任何药物可以损坏这些途径并对立冠状病毒。
由22个实验室组成的团队(咱们称为QCRG)每周七天都以极快的速度作业(其实便是昼夜不停地轮班作业)。我想这便是第二次国际大战期间像Enigma暗码破解小组这样的战时作业的感觉,咱们的团队相同期望通过了解其内部运作来免除病毒的装备。
与人类细胞比较,病毒很小,不能自行繁衍。冠状病毒具有约30种蛋白质,而人类细胞则具有20,000种以上。
为了绕过这套有限的东西,该病毒奇妙地使人体抵挡自身,进入人体细胞的途径一般被外部入侵者确认,可是冠状病毒运用其自身的蛋白质(如钥匙)翻开这些“锁”并进入人的细胞。
一旦进入内部,该病毒就会与细胞一般用于自身功用的蛋白质结合,然后绑架细胞并将其转变为冠状病毒工厂。 跟着被感染细胞的资源和机制被改造以发作不计其数种病毒,细胞开端逝世。
肺细胞特别简略受此损害,由于它们表达很多SARS-CoV-2用于进入的“确认”蛋白。一个人的很多肺细胞逝世会导致与COVID-19相关的呼吸道症状。
反击有两种办法。首要,药物或许会进犯病毒自身的蛋白质,然后阻挠它们完结进入细胞或仿制其遗传物质等作业。这便是remdesivir(现在正在进行COVID-19临床试验的药物)的作业办法。
这种办法的问题是病毒会跟着时刻的推移发作变异和改变。将来,冠状病毒或许以某种办法进化,致使像瑞德昔韦这样的药物失掉效果。 药物和病毒之间的这种比赛,也正是每年都需求打针新的流感疫苗的原因。
或许,一种药物可以终究靠阻挠病毒蛋白与其所需的人蛋白相互效果来起效果。 这种办法(实质上是维护宿主)与禁用病毒自身比较具有很大的优势,由于人类细胞的改变速度并不快。一旦找到好药,它就应该持续起效果,这便是咱们团队所选用的办法。并且它还可以反抗其他新式病毒。
学习病毒方案
咱们小组要做的榜首件事是确认冠状病毒赖以繁衍的细胞工厂的每个部分。咱们应该找出病毒绑架了哪些蛋白质。
为此,我实验室中的一个小组在人类细胞内进行了分子捕捉探险。他们运用的是附着有细小化学标签的病毒蛋白,称为“钓饵”。咱们将这些钓饵放入实验室生长的人体细胞中,然后将其拉出,以检查咱们捕获了什么。
到3月2日,咱们已获得了一部分冠状病毒需求生长的人类蛋白质。这些是咱们咱们可以运用的榜首个头绪。一名团队成员向咱们的小组发送了一条音讯:“榜首次迭代,只要3个钓饵……接下来有5个钓饵来了。”
反击
一旦获得了病毒生计所需的分子靶标列表,该团队的成员便开端寻觅或许与这些靶标结兼并阻挠病毒运用它们仿制的已知化合物。假如一种化合物可以阻挠病毒在人体内仿制,那么感染就中止了。可是,不能简略地随意干涉细胞进程而不会潜在地损伤身体。咱们的团队需求保证咱们判定出的化合物对人们安全且无毒。
传统的办法是花费数百万美元进行数年的临床前研讨和临床试验。可是,有一种快速且根本免费的办法:寻觅通过FDA同意的20,000种现已过安全测验的药物。或许在这么大的清单中有一种药物可以对立冠状病毒。
咱们的化学家运用了很多的数据库来将与之相互效果的已同意药物和蛋白质与咱们列出的蛋白质进行匹配。他们上星期发现了10种候选药物。例如,抢手产品之一是一种名为JQ1的抗癌药物。尽管咱们无法猜测这种药物或许怎么影响病毒,但它很有或许会采纳某些办法。通过测验,咱们将知道这是否对患者有协助。
面临全球边境封闭的要挟,咱们马大将这10种药品的盒装运往了国际上为数不多的运用实时冠状病毒样品的实验室中的两个:坐落巴黎的巴斯德研讨所和坐落纽约的西奈山。到3月13日,这些药物已在细胞中进测验,看它们是否能阻挠病毒繁衍。
差遣
咱们的团队很快将向Mt. Mt.合作伙伴学习。西奈和巴斯德研讨所是否前10种药物中的任何一种均能反抗SARS-CoV-2感染。一起,研讨小组持续用病毒钓饵捕鱼,发现了冠状病毒一起挑选的数百种其他人类蛋白质。咱们行将在网上资料库BioRxiv中发布成果。
好音讯是,到现在为止,咱们的团队现已发现了50种与咱们确认的人类蛋白质结合的药物。如此巨大的数量使我充满期望,咱们将可以找到一种医治COVID-19的药物。 假如咱们找到通过同意的药物还可以减慢病毒的进程,那么医师应该可以敏捷将其传播给患者并抢救生命。