人為設計蛋白可抑制流感病毒

流感，是全球最危險的傳染病之一，在這場流感戰爭中出現了一種新的武器。科學家們開發了一個設計蛋白，可阻止流感病毒感染培養的細胞，在具有大量病毒的環境下亦可保護老鼠免受得病。這也可作為較為敏感的診斷。此外，該蛋白並不是用於治療，或許可在未來用於開發流感藥物，科學家說道。

「這是個振奮人心的消息，」Crowe 說道，他是納什維爾范德比爾特大學的免疫學家，並未參與該項研究工作。但，該蛋白並未在人體上進行測試，「這仍需要很長的路要走，」他說道。

每年流感可使 3 - 5 百萬的人們嚴重致病，且已使 25 萬 -50 萬人致死，大部分是老年人及免疫系統薄弱的人群。每年，公共健康辦公室調查人群中的三種流感亞型，並設計了一種覆蓋三種病毒可用於冬季的疫苗。但那些疫苗仍離完美太遙遠：它們並不能準確地與傳播的病毒相匹配，以及在某些人群中，它們並不能激發強烈的免疫反應。

藥物是另外一條防線，它們大部分焦點在於病毒外殼上的蛋白質，神經氨酸酶以及血凝素 (HA)。有些藥物阻擋神經氨酸酶，該神經氨酸酶可幫助病毒逃離感染後的細胞，且可增強並病毒的耐藥性。HA 是科學家的下一個目標。該蘑菇形狀的蛋白專註於感染細胞，在靶細胞的表面，首先結合到其頭部的三個位點上，然後到三個不同的糖分子上。一旦病毒抓住了，部分 HA 的主幹可像抓鉤一樣將病毒推得更近，讓其布滿細胞膜，並釋放其內部毒素。

2011 年，由 Baker 帶領的西雅圖華盛頓大學計算生物研究團隊，設計了一種蛋白可結合到 HA 的主幹，這樣可阻止培養的細胞被病毒感染。但是由於該主幹經常被另外的蛋白遮擋，因此藥物很難到達其位點。

現在，Baker 的團隊已經設計了另外一種蛋白，作用於 HA 暴露在更外面的頭部。他們首先通過分析 x - 射線的晶體結構，觀察到原子的詳細信息，包括如何結合到人體的抗體上，並抓住 HA 頭部的三個糖分子。他們複製了小部分抗體，並將抗體擠進結合位點裡。科學家們接著使用蛋白設計軟體 Rosetta 將頭部位點增加三倍，並增加了第三部分，三角形的蛋白，計算機通過計算將其與 HA 的頭部基團吻合，像一頂帽子。下一步，他們合成了一個機遇，用於編碼蛋白，並將其插入細菌，從而製作複製子來對他們進行測試。

在測試時，Baker 的團隊人員將蛋白複製子固定在硝酸纖維樣的類紙質材料上。然後將其暴露於各種病毒菌株中，通過抓住或者固定住。「我們稱之為流感膠水，因為他們不能再移動了，」Baker 說道。在另外的試驗中，蛋白阻止了病毒對培養細胞的感染，甚至可保護老鼠免受病患，在暴露流感病毒一天前或後管理。他們在今天的《自然生物技術》上報道了該研究。

儘管看到了這些起始的成功，Baker 與 Crowe 注意到，最新設計的蛋白不可能成為藥物。Baker 說，首先，該蛋白並不能結合所有感染人體的常見病毒。這就意味著，未來的藥物既需要在 HA 頭部的結合蛋白，亦要與主幹結合位點結合。其次，該設計蛋白的安全性仍需要認真考察，Crowe 說道，因為它們與自然結合 HA 的抗體具有顯著的差異。「你離天然的抗體越遠，你能預測到未來出現問題的概率越低，」Crowe 說道。

Baker 說，但是一直順著這條路走，該新設計蛋白可作為便宜診斷的基本——類似於懷孕測試——用於檢測流感，進而用藥物來阻斷它。

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