半月談記者 朱涵
人類同疾病較量最有力的武器就是科學技術。面對突然襲來的兇險疫情，在臨床醫學與病毒短兵相接的戰場之外，還有另一條戰線，基礎科學家藉助冷凍電鏡，正努力探察新冠病毒入侵人體的過程。西湖大學周強教授最近在《科學》發表的成果，正是看清並復現了新冠病毒入侵人體的關鍵一剎那。
看清新冠病毒入侵人體的那一刻
在電子顯微鏡下，新冠病毒呈球狀或橢圓形，病毒上有規則排列的突起，形似皇冠。新冠病毒最外層的一個個突起是刺突糖蛋白，可簡稱為S蛋白。
周強團隊的研究發現，新型冠狀病毒感染人體細胞的關鍵在於，S蛋白與人體ACE2 (血管緊張素轉化酶2)蛋白發生結合。ACE2是人體內廣泛存在的一種參與血壓調節的蛋白。
此前，科學家從未能看清ACE2的全貌，更無從探知ACE2與新冠病毒S蛋白的相互作用。周強團隊最令同行稱道的貢獻，就是解析出ACE2蛋白的高分辨三維空間結構，以及ACE2蛋白與新冠病毒S蛋白受體結合的複合物結構。
「可以理解為，S蛋白『劫持』了ACE2，從而為入侵人體打通道路。」周強說。如果把人體想像成一間房屋，把新冠病毒想像成強盜，那麼，ACE2就是這間房屋的「門把手」，病毒以S蛋白抓住了它，就能長驅直入闖進人體細胞。
在西湖大學發布這項研究成果的同時，清華大學王新泉教授研究團隊和中國科學院微生物研究所齊建勳研究團隊也在ACE2蛋白與新冠病毒S蛋白的晶體結構解析方面取得突出進展。3個團隊都決定第一時間將其所獲成果數據向學界公布，以便於後續研究利用。
基礎研究，抗疫步履同樣未停
如何理解周強團隊這一研究的意義?科學家的共識是，從整個病毒的生命周期來看，「病毒如何進入細胞」這一步非常關鍵。知道病毒如何打開人體的「大門」，就能夠進一步知道我們的身體，如何產生保護性抗體反應，保護這個「大門」，為醫學界研製靶向藥物提供了一張參考價值頗大的「線路圖」。
加州大學洛杉磯分校教授孫仁說，S蛋白與其受體的相互作用，是病毒傳播的重要決定因素之一。因此，周強團隊的成果對我們了解病毒傳播機制、預測其傳播能力也提供了必要的指引。
清華大學全球健康與傳染病研究中心主任張林琦教授介紹，在此基礎上，科學家可以設計針對S蛋白或者ACE2蛋白的藥物和抗體，或考慮藉助小分子破壞它們之間的相互作用，這就為藥物設計和檢測手段開發打開了多元化探索齊頭並進的空間，無疑增加了我們戰勝病毒的勝算。
從周強團隊取得突破性進展的時點回望，過去兩個多月，以結構生物學為代表的基礎研究領域科學家的抗疫步履，同樣未停。
中國科學院武漢病毒研究所石正麗團隊2月3日在《自然》發文，最先確定ACE2是新冠病毒侵入人體的關鍵;美國德克薩斯大學奧斯汀分校的研究團隊接下來率先展示了新冠病毒的S蛋白結構;上海科技大學饒子和、楊海濤課題組解析了新冠病毒3CL水解酶的高分率晶體結構……
破解新冠病毒進入人體的「攻防術」，基礎研究科學家在另一片看不見的戰場上，捷報頻傳。
基礎研究積累，既要「關門」又要「開門」
眾所周知，基礎研究往往是長周期項目，需要有經年累月耐心積累乃至閉關鑽研才有獲得進展的希望。那麼，此番疫情突然暴發，基礎研究何以能夠第一時間大顯身手?
一方面，在科學的視野中，新浮現的研究主題，也必然與此前的研究工作有千絲萬縷的聯繫。能儘快把握這聯繫而調整工作方向，就可以讓科學家以常人看起來驚人的速度取得研究進展。周強教授的「轉型」其實就是一個例子。過去兩年，周強團隊一直在從事人源胺基酸轉運蛋白的研究，這一過程中，他們圈定了一批重要的蛋白質為研究對象，其中就有ACE2。
另一方面，今日基礎科學研究成果的取得，日益與開放的成果數據共享和多學科精誠協作密不可分。周強團隊攻關的背後，有西湖大學冷凍電鏡中心、超算中心傾力支持，以及同行的數據交流;清華大學團隊的工作，更是跨學科開展交叉合作的見證。