諾獎免疫學專家:對付新冠病毒,先勾引它,再困住它

2020-11-28 騰訊網

如同人類之間存在「一見鍾情」，免疫系統和病毒之間也存在著類似反應。如果免疫系統能根據「構象特徵」識別病毒，並做出相應反應，就能阻止新冠等病毒感染。

1996年諾貝爾生理學或醫學獎得主彼得·多爾蒂（Peter Doherty)在8月10日撰文，通過一個通俗易懂的比喻，對人體的免疫機製做出科普。

病毒與免疫系統的一見鍾情和互動

人類大部分互動方式的核心，是對對方體型和形態的感知，尤其是在初次見面時。

「一見鍾情」這件事情用乾巴巴的科學語言來解釋就是：你對一種特定的、綜合的「構象因素」產生視覺上的親近感。這些「構象因素」包括了微笑、臉龐、身材，當然還有風格——包括了衣著到腦袋的傾斜度，再到站立或者走路時的特定方式。

同理，我們在談論免疫力的時候，可以用「天生的」（innate）和後天習得的(learned)的反應來進行分類。有些 "一見鍾情 "的反應將取決於我們的化學調節（荷爾蒙）機制，而有的則會被我們認識的其他人的好的或壞的記憶所影響。

大腦和免疫系統在識別上的區別在於：中樞神經系統在意識層面上進行運作，這種運作最初是由眼睛、光學神經元和視覺皮層的受體通路告知的。

而免疫中的抗原識別是B和T淋巴細胞表面上的獨特受體的一種屬性。任何特定的 「免疫承認 」都反映了在分子微解剖層面上的直接接觸，即兩個互補表面或者形狀之間的結合親和力的親密性。

▲B細胞和T細胞抗原識別

我們將在這裡重點討論抗體，即作為BCRs（B細胞受體）直接後代的免疫球蛋白分子。在免疫學上被稱為「初始B淋巴細胞」的表面，一個新的 「外來 」抗原以一種前體形式首先與它的「同源」（互補）BCR邂逅。

隨後，由抗原引發的B細胞反應就會產生持久的B細胞記憶和作為免疫球蛋白生產工廠的血漿細胞。

而且，在考慮對像新冠病毒這樣的入侵性病毒的免疫時，我們討論的是在病毒的四個主要的結構性蛋白（基石）上分別表達的很多不同的抗原。

這些抗原位點中的大部分，或者說構象的決定因素，是由蛋白質從新冠病毒RNA基因組指定的多肽鏈摺疊的方式來定義的。

▲新冠病毒主要的4個結構蛋白：刺突蛋白（S）、包膜蛋白（E）、膜蛋白（M）、核衣殼蛋白（N）

刺突蛋白是病毒進入我們細胞的關鍵，因此成為一個關鍵的靶向，抗體治療和疫苗旨在釋放抗體，識別並阻止這種刺突蛋白。

當談到疫苗接種和新冠肺炎時，我們的重點是針對新冠病毒表面的刺突蛋白形成免疫球蛋白反應，尤其是針對刺突受體結合域（RBD）。

該受體結合域首先將病毒附著在我們鼻子和咽喉區域易感細胞表面的ACE2分子上。如果我們能通過在正確的位置，將特定的免疫球蛋白附著在RBD的方式阻斷這件事情的發生，我們就能阻止感染。

不過，RBD只是新冠病毒刺突蛋白上許多可能的抗原位點之一。在任何病毒感染中，整體的抗體反應譜總是由不同的、個體的反應混合而成，這些反應是在 「彼此一無所知」 的情況下進行的。

大腦和免疫系統在「 一見鍾情 」上的主要區別是：我們的大腦皮層整合了我們視覺上接受到的不同「構象因素」的信號混合體。

如此，我們才能登記到一個完整的人，而不僅僅是「碎片」的採集。如果用二進位的方式來描述的話，那就是「字節」的集合。但是，免疫系統沒有類似的整合機制。也就是說，新冠病毒的刺突實際上就是針對不同的抗原或構象因素的不同組合。

而且，一旦病原體被消滅的話，這些 「組合」絕不會在免疫記憶B細胞池有任何聯繫。打個比方，表達新冠病毒刺突的疫苗來挑戰一個新冠肺炎的倖存者，這些獨立的元素就會重新聚集在一起，做出多樣化的、「增強的 」召回反應，但這只是對刺突的反應，而不是對其他也會引起抗體免疫的病毒蛋白的反應。

在試圖傳達單個抗體/抗原相互作用的實際情況時，一個常見的類比是使用 「鎖和鑰匙 」。這種類比有其獨特性，但是「一見鍾情 」的比喻可能更貼切。因為我們談論的是互動，也就是在某種程度上可變形的表面和形狀識別，而不是金屬與金屬之間非常無情的不變性。

或者，想像一下通過面部識別操作的電子門鎖，它們在運行的過程中也是允許表情的變化的。

你可能知道昆士蘭大學（University of Queensland）的保羅·楊（Paul Young）小組製作的 「蛋白鉗 」候選新冠疫苗。這指的是分離出來的（在燒瓶或大桶中合成的）新冠病毒刺突蛋白。通過「分子鉗 」可以將其固定在病毒表面，並且保持著摺疊的形狀。當有人注射該疫苗時，抗體反應將因此「忠實於」病毒上表達的相同構象的決定因素。

▲「分子鉗」技術的目的是將合成的刺突蛋白融合在一起，因此它看起來就像那些從冠狀病毒中突出的蛋白質一樣。

一見鍾情之後，「如膠似漆」、「情比金堅」是生活和疫苗學中通向幸福結果的既定途徑!

來源：中外醫訊（medinfo-au）

相關焦點

  • 免疫學泰鬥、諾獎得主多爾蒂：對付新冠病毒，先勾引它，再困住它
    這些「構象因素」包括了微笑、臉龐、身材，當然還有風格——包括了衣著到腦袋的傾斜度，再到站立或者走路時的特定方式。在免疫學上被稱為「初始B淋巴細胞」的表面，一個新的 「外來 」抗原以一種前體形式首先與它的「同源」（互補）BCR邂逅。隨後，由抗原引發的B細胞反應就會產生持久的B細胞記憶和作為免疫球蛋白生產工廠的血漿細胞。
  • 2020諾獎將至，新冠疫情下免疫學成果將再成焦點？
    新冠肺炎疫情背景下，免疫學成果將再成焦點？新冠肺炎疫情尚未離去，全球科研人員與新冠病毒賽跑，已經產出了數以萬計的科研成果，目標只有一個，了解、認識並終結新冠病毒肆虐人間。坊間有種聲音，認為與新冠病毒感染機制相關的免疫學成果可能會受青睞。
  • 2020諾獎將至!新冠疫情下免疫學成果將再成焦點?
    怎樣提出諾獎級的科學問題？中國如何搶佔國際科學發展的至高點？獎勵光環和熱度之下，更需要冷靜的思考。呼喚「開創者」！新冠肺炎疫情背景下，免疫學成果將再成焦點？新冠肺炎疫情尚未離去，全球科研人員與新冠病毒賽跑，已經產出了數以萬計的科研成果，目標只有一個，了解、認識並終結新冠病毒肆虐人間。
  • 2020諾獎將至！新冠疫情下免疫學成果將再成焦點？
    新冠肺炎疫情背景下，免疫學成果將再成焦點？新冠肺炎疫情尚未離去，全球科研人員與新冠病毒賽跑，已經產出了數以萬計的科研成果，目標只有一個，了解、認識並終結新冠病毒肆虐人間。坊間有種聲音，認為與新冠病毒感染機制相關的免疫學成果可能會受青睞。
  • 2020年諾獎精彩解讀：人類終將跑贏病毒，相信我們能戰勝新冠
    祁海老師，您是做免疫學方面研究的，您覺得諾獎的評選和今年的全球緊急衛生事件關聯有多大？，我覺得今年的諾獎跟疫情的關係可能不會太大，諾獎提名應該在2020年年初就已經確定了，那時候疫情剛剛開始。當然諾貝爾生理學或醫學獎，同醫學、治病救人還是非常有關係的，所以歷史上有非常多的獎是直接和救死扶傷是有關係的，比如說第一屆諾貝爾獎，也就是1901年給了Emil Von Behring，他是德國人，發明了血清療法，當時他用動物血清來治病，就是我們說的百白破。現在新冠也用血清療法，適合用恢復期病人的血清來治療，實際上原理是一樣的。
  • 2020，諾獎將至
    新冠肺炎疫情背景下，免疫學成果將再成焦點？新冠肺炎疫情尚未離去，全球科研人員與新冠病毒賽跑，已經產出了數以萬計的科研成果，目標只有一個，了解、認識並終結新冠病毒肆虐人間。坊間有種聲音，認為與新冠病毒感染機制相關的免疫學成果可能會受青睞。1901年，諾貝爾生理學或醫學獎頒給了治療白喉傳染病的血清療法；1951年，南非醫學家蒂勒因率先研製出蚊媒病毒傳染病黃熱病疫苗而獲諾貝爾生理學或醫學獎。
  • 諾獎得主稱新冠病毒包含HIV序列,蒙塔尼「失足」偽科學
    新冠病毒來源是哪裡？這是一個引起多方論戰、至今眾說紛紜未有清晰定論的問題。4 月 16 日，法國病毒學家呂克 · 蒙塔尼（Luc Montagnier）在一次電視節目中再出爭議言論：新冠病毒含愛滋病毒的核酸序列，而病毒在人群中傳播則是中國科學院武漢病毒所洩漏所致。
  • 諾獎科學家告訴你:如何破解有3萬個鹼基對的新冠病毒
    導語 請輸入 還記得之前給大家推送的有趣的「手滑漲粉」的免疫學泰鬥、澳洲「國寶級」諾獎科學彼得·多爾蒂（Peter Doherty）教授嗎？
  • 2020諾獎將至!諾貝爾獎成果有什麼特徵?
    諾獎究竟在獎勵什麼，其獎勵的顛覆性原創成果是否真的越來越少?如何評價低被引的「冷美人」成果?怎樣提出諾獎級的科學問題?中國如何搶佔國際科學發展的至高點?獎勵光環和熱度之下，更需要冷靜的思考。呼喚「開創者」!新冠肺炎疫情背景下，免疫學成果將再成焦點?
  • 免疫學專家:病例銳減 新冠疫苗臨床試驗或移海外
    美國艾奧瓦大學微生物學和免疫學教授斯坦利·珀爾曼（Stanley Perlman）對這一問題則持更為肯定的態度，他預計新冠病毒在今年冬季再次襲來時，新一輪的暴發會更加嚴重。珀爾曼稱，控制疫情的關鍵在於靠疫苗，如能在明年獲得有效的疫苗，或 能限制第二或第三輪暴發可能感染的人數。在全球範圍內，新冠疫苗研發的國際競賽早已激烈展開。
  • 他們接到獲得諾獎電話時都說了些什麼?
    三位從事丙型病毒肝炎(C型肝炎)的科學家醫生榮獲了今年諾獎桂冠。拉斯克獎得主再次榮獲諾獎三位科學家醫生也都是榮獲諾獎「風向標」——拉斯克醫學大獎的得主拉斯克獎評選委員會主席，諾獎得主約瑟夫·戈登茨坦說「想獲諾獎，還是爭取先獲拉斯克獎吧，之後獲諾獎就八九不離十了。」
  • 「病毒獵手」張文宏解讀諾獎
    張文宏稱，也是基於這個方向，後續科研人員通過進一步明確機制，找到了靶向藥物等新治療方法，目前慢性C型肝炎已成為可治癒的疾病，這是非常了不起的。數據顯示，僅在我國，一般人群慢性C肝(HCV)感染者約560萬，惠及人群可窺一斑。「C肝病毒實現醫學上的治癒，也讓它成為人類歷史上第一個慢性病毒感染獲治癒的疾病。慢性病毒感染還有HIV、HPV。」
  • 中國的動向引人關注,日本諾獎得主癌症免疫專家本庶佑如是看新冠
    日本經濟新聞採訪諾獎得主本庶佑談新冠疫情。本庶佑是日本分子生物學專家，2018年因發現癌症免疫療法獲得諾貝爾獎。在新型冠狀病毒對策方面，本庶佑建議大幅增強檢測能力。據本庶佑表示，僅僅是一個變異的病毒就能讓世界陷入混亂。估計會有很多人不明白為什麼，但這就是現實。
  • 多國專家再駁「新冠病毒實驗室起源論」
    新華社北京7月30日電新冠疫情在全球繼續蔓延。近來，一些美國官員又在散布「新冠病毒起源於武漢實驗室」的讕言，為自身抗疫不力「甩鍋」。多國專家駁斥了這一說法。美國約翰斯·霍普金斯大學健康安全中心主任湯姆·英格爾斯比日前對媒體說:「我的判斷仍然是，新冠病毒符合自然起源。」
  • 今年諾貝爾生理學或醫學獎直播精彩解讀:人類終將跑贏病毒戰勝新冠
    祁海老師，您是做免疫學方面研究的，您覺得諾獎的評選和今年的全球緊急衛生事件，關聯性有多大？ 祁海：我先說一點，我覺得今年的諾獎跟疫情的關係可能不會太大，諾獎提名應該在2020年年初就已經確定了，那時候疫情剛剛開始。
  • 諾獎得主領導團隊研發新技術：5分鐘檢測新冠病毒
    中國科學報10月12日消息，2020年諾貝爾化學獎得主、美國加州大學伯克利分校教授Jennifer Doudna領導的研究小組利用CRISPR基因編輯技術，提出了一種只需5分鐘就能檢測出新冠病毒的方法。該測試方法不需要昂貴的實驗室設備來運行，可以在醫生的辦公室、學校和辦公樓中使用。相關成果發表於預印本平臺medRxiv。
  • 美國官員「甩鍋」，美英瑞等國專家再駁「新冠病毒實驗室起源論」
    新冠疫情在全球繼續蔓延。近來，一些美國官員又在散布「新冠病毒起源於武漢實驗室」的讕言，為自身抗疫不力「甩鍋」。多國專家駁斥了這一說法。美國約翰斯·霍普金斯大學健康安全中心主任湯姆·英格爾斯比日前對媒體說：「我的判斷仍然是，新冠病毒符合自然起源。」
  • ...獎風向標」拉斯克獎 曹雪濤:B細胞和T細胞的發現完善了免疫學理論
    本報記者 張佳星　　9月10日，有「諾獎風向標」之稱的拉斯克獎（Lasker AwardsCooper）和澳大利亞生物學家雅克·米勒（Jacques Miller）因發現了免疫系統中的B細胞和T細胞獲得基礎醫學研究獎。　　「B細胞和T細胞的發現是真正的免疫學領域重大基礎性發現，對於免疫學理論框架的構建以及疾病的免疫學防控起著決定性作用。」中國工程院院士、南開大學校長曹雪濤接受科技日報記者採訪時說，它們的發現對整個免疫學乃至生物醫學的發展起著裡程碑式的推動作用。
  • 新冠病毒或在南極被冰封，專家：應對企鵝做核酸檢測
    2020年歲末，新冠疫情抵達了曾被譽為「世界上最安全的地方」——南極，自此新冠病毒已席捲世界一位要求匿名的免疫學專家22日對《環球時報》表示，疫情出現在南極影響極大，南極氣溫低，病毒生存能力強，病毒被冰封在南極冰原下，過很多年後再釋放出來禍害人類，甚至可能隨著融化的冰山漂流到世界其他地區。
  • 感染新冠病毒後免疫力至少維持8個月
    科技日報北京12月23日電 （記者劉霞）據物理學家組織網22日報導，澳大利亞研究人員首次揭示，感染新冠病毒後，具有保護性的中和抗體至少能在人體內留存8個月，可以防止其再次感染。研究人員稱，這項研究是對抗新冠病毒的疫苗可能長期有效的最有力證據。