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科技前沿：治疗HIV的新靶点
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科技前沿：治疗HIV的新靶点
图片来源：Pixabay
目前美国有超过一百多万人被感染了HIV病毒，而全世界的患者总数超过了4千万。最近，一项关于人类免疫缺陷病毒（HIV）结构的新研究发现了治疗HIV病毒感染的一个潜在新型药物靶点。这一发现发表在《科学》（Science）杂志上，研究表明被感染细胞会以两种不同的方式读取病毒的遗传密码。因此被感染细胞会转录出两种不同形式的病毒RNA。
论文的第一作者，约书亚·布朗（Joshua Brown）指出：“这种功能多样性对需要在宿主体内进行复制的病毒来说十分重要，所以病毒必须在两种RNA形式间维持适当的平衡。几十年来，科学界已经知道HIV病毒两种不同结构型态的RNA的存在，只是不清楚是什么在调控两者的平衡。我们已经发现，单个单核苷酸的改变对平衡调控发挥了重要作用，这一发现如范式转移，从根本上改变了我们对HIV病毒机制的理解。”
至关重要的是，“你可以想象，如果你可以设计一种药物，靶向在某一特定的遗传位点，然后令让它变成某一种（特定）构型，那么从理论上，该药物就能够防止病毒进一步的感染。”布朗说到。他于2018年获得了马里兰大学巴尔的摩郡分校（UMBC）的博士学位，并在就读医学博士期间留校继续从事科学研究。
图片来源：Pixabay
伊萨克·肖德利（Issac Chaudry）是马里兰大学巴尔的摩郡分校的大三学生，也是该论文的作者之一，他说道：“我们正在研究的一个方面是测试各种能够改变两种RNA构型之间平衡的分子，它将有望用于HIV治疗。”
这项激动人心的研究来自迈克尔·萨默斯（Michael Summers）领导的研究小组，萨默斯是马里兰大学巴尔的摩郡分校“罗伯特·E·梅尔霍夫项目，杰出研究和指导奖”的项目主席（Robert E. Meyerhoff Chair for Excellence in Research and Mentoring ），也是该学校的特聘教授。数十年来，他一直在 HIV 病毒领域进行着开创性研究。通常，他的研究小组会更多地专注在基础研究上。
“药物研发不是萨默斯实验室的常规研究方向，但这是在一个非常吸引人的领域中的重大发现，所以我们决定主动进行研究。”布朗说，“不过我们仍然处于非常初期的阶段。”
得益于过去几十年中科学家们对HIV病毒出色的研究成果，如今艾滋病已是一种可控疾病。然而，治疗仍会带有一些副作用，药物治疗方案可能会很复杂，同时，对于有其他身体状况的患者来说——比如患有肝脏或者肾脏疾病，治疗选择可能很有限。
图片来源：Pixabay
在许多疗法中，虽然患者服用的是单粒药片，但其实药片中包含了多种药物靶向成分，用于抑制病毒复制周期的不同阶段。这是必要的药物设计，因为HIV的遗传密码由RNA构成，突变频率很高。这使得病毒可以适应现有的HIV疗法并产生耐药性。如果一种药物的靶向区域在患者体内已经发生突变，那么这种药物将对他们不再有效。所以同时使用多种药物成分，才更有可能让疗效得以持续。
但是，这一最新研究聚焦在了HIV病毒中“高度保守”的RNA基因组区域。这意味着这一区域的突变速度要比病毒基因组的其他地方更慢，因此“靶向该区域的药物有更大的可能性取得更持久的疗效。”加扎尔·贝克尔（Ghazal Becker）解释道。她是马里兰大学巴尔的摩郡分校2019级毕业生，也是论文的作者之一。
这同时意味着，患者可以不再需要为维持疗效而服用多种药物——一种药物就可以满足治疗需要。艾西瓦娅·埃耶（Aishwarya Iyer）说道：“如果靶向保守区域，你就有机会设计出只需一种药物的治疗方案。这样副作用会更少，并能够为不同健康状况的患者提供更多的治疗选择。”埃耶是马里兰大学巴尔的摩郡分校的2018级毕业生，该论文的作者之一，目前在马里兰医学院攻读博士学位。
这一新研究为布朗和其他科研团队创造了一系列新机遇。布朗表示：“我们很想知道其他实验室会如何阐释我们的结果，并加以延伸，或者将这一RNA功能机制应用在其他方面。”
那些未来的研究成果以及它们所促成的任何新型疗法都意义重大。汉娜·卡特（Hannah Carter）说道：“我们每研发出一类新型HIV药物，为患者找到有效药的几率就会成倍地增加，患者（病毒）产生耐药性的几率也会更小。每一种新药的成功上市，对艾滋病患者的生命而言都是重大的进步。”她是马里兰大学巴尔的摩郡分校2017级毕业生，论文的作者之一，如今是密歇根大学（University of Michigan）的在读博士生。
该研究成果还可能会延伸到HIV领域之外。卡特强调道：“一些HIV研究已经为我们理解冠状病毒打下了基础。HIV病毒的所有基础研究都会在整个病毒学领域产生连锁效应。”
这一连锁效应还可能会愈发深远。肖德利指出：“单个核苷酸的差异改变可以使由数千个核苷酸组成的RNA的结构和功能发生变化，而这一认知为细胞生物学打开了一个全新的思考方向。可能有些哺乳动物的基因也存在着类似的运作方式，而这一完整机制也有可能适用于人类的某些基因。我认为这一运作模式为RNA生物学打开了一个全新的视角。”
翻译：阿金
编辑：李光昭
引进来源：马里兰大学巴尔的摩郡分校（UMBC）
引进链接：https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-04/uomb-bdi042120.php
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图片来源：Pixabay
目前美国有超过一百多万人被感染了HIV病毒，而全世界的患者总数超过了4千万。最近，一项关于人类免疫缺陷病毒（HIV）结构的新研究发现了治疗HIV病毒感染的一个潜在新型药物靶点。这一发现发表在《科学》（Science）杂志上，研究表明被感染细胞会以两种不同的方式读取病毒的遗传密码。因此被感染细胞会转录出两种不同形式的病毒RNA。
论文的第一作者，约书亚·布朗（Joshua Brown）指出：“这种功能多样性对需要在宿主体内进行复制的病毒来说十分重要，所以病毒必须在两种RNA形式间维持适当的平衡。几十年来，科学界已经知道HIV病毒两种不同结构型态的RNA的存在，只是不清楚是什么在调控两者的平衡。我们已经发现，单个单核苷酸的改变对平衡调控发挥了重要作用，这一发现如范式转移，从根本上改变了我们对HIV病毒机制的理解。”
至关重要的是，“你可以想象，如果你可以设计一种药物，靶向在某一特定的遗传位点，然后令让它变成某一种（特定）构型，那么从理论上，该药物就能够防止病毒进一步的感染。”布朗说到。他于2018年获得了马里兰大学巴尔的摩郡分校（UMBC）的博士学位，并在就读医学博士期间留校继续从事科学研究。
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伊萨克·肖德利（Issac Chaudry）是马里兰大学巴尔的摩郡分校的大三学生，也是该论文的作者之一，他说道：“我们正在研究的一个方面是测试各种能够改变两种RNA构型之间平衡的分子，它将有望用于HIV治疗。”
这项激动人心的研究来自迈克尔·萨默斯（Michael Summers）领导的研究小组，萨默斯是马里兰大学巴尔的摩郡分校“罗伯特·E·梅尔霍夫项目，杰出研究和指导奖”的项目主席（Robert E. Meyerhoff Chair for Excellence in Research and Mentoring ），也是该学校的特聘教授。数十年来，他一直在 HIV 病毒领域进行着开创性研究。通常，他的研究小组会更多地专注在基础研究上。
“药物研发不是萨默斯实验室的常规研究方向，但这是在一个非常吸引人的领域中的重大发现，所以我们决定主动进行研究。”布朗说，“不过我们仍然处于非常初期的阶段。”
得益于过去几十年中科学家们对HIV病毒出色的研究成果，如今艾滋病已是一种可控疾病。然而，治疗仍会带有一些副作用，药物治疗方案可能会很复杂，同时，对于有其他身体状况的患者来说——比如患有肝脏或者肾脏疾病，治疗选择可能很有限。
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在许多疗法中，虽然患者服用的是单粒药片，但其实药片中包含了多种药物靶向成分，用于抑制病毒复制周期的不同阶段。这是必要的药物设计，因为HIV的遗传密码由RNA构成，突变频率很高。这使得病毒可以适应现有的HIV疗法并产生耐药性。如果一种药物的靶向区域在患者体内已经发生突变，那么这种药物将对他们不再有效。所以同时使用多种药物成分，才更有可能让疗效得以持续。
但是，这一最新研究聚焦在了HIV病毒中“高度保守”的RNA基因组区域。这意味着这一区域的突变速度要比病毒基因组的其他地方更慢，因此“靶向该区域的药物有更大的可能性取得更持久的疗效。”加扎尔·贝克尔（Ghazal Becker）解释道。她是马里兰大学巴尔的摩郡分校2019级毕业生，也是论文的作者之一。
这同时意味着，患者可以不再需要为维持疗效而服用多种药物——一种药物就可以满足治疗需要。艾西瓦娅·埃耶（Aishwarya Iyer）说道：“如果靶向保守区域，你就有机会设计出只需一种药物的治疗方案。这样副作用会更少，并能够为不同健康状况的患者提供更多的治疗选择。”埃耶是马里兰大学巴尔的摩郡分校的2018级毕业生，该论文的作者之一，目前在马里兰医学院攻读博士学位。
这一新研究为布朗和其他科研团队创造了一系列新机遇。布朗表示：“我们很想知道其他实验室会如何阐释我们的结果，并加以延伸，或者将这一RNA功能机制应用在其他方面。”
那些未来的研究成果以及它们所促成的任何新型疗法都意义重大。汉娜·卡特（Hannah Carter）说道：“我们每研发出一类新型HIV药物，为患者找到有效药的几率就会成倍地增加，患者（病毒）产生耐药性的几率也会更小。每一种新药的成功上市，对艾滋病患者的生命而言都是重大的进步。”她是马里兰大学巴尔的摩郡分校2017级毕业生，论文的作者之一，如今是密歇根大学（University of Michigan）的在读博士生。
该研究成果还可能会延伸到HIV领域之外。卡特强调道：“一些HIV研究已经为我们理解冠状病毒打下了基础。HIV病毒的所有基础研究都会在整个病毒学领域产生连锁效应。”
这一连锁效应还可能会愈发深远。肖德利指出：“单个核苷酸的差异改变可以使由数千个核苷酸组成的RNA的结构和功能发生变化，而这一认知为细胞生物学打开了一个全新的思考方向。可能有些哺乳动物的基因也存在着类似的运作方式，而这一完整机制也有可能适用于人类的某些基因。我认为这一运作模式为RNA生物学打开了一个全新的视角。”
翻译：阿金
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