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我国科学家在埃博拉病毒研究领域取得系列突破性进展

日期 2015-05-20   来源:   作者:  【 】   【打印】   【关闭

第4期
(总470期)

  本文提要:在国家自然科学基金等项目资助下,我国科学家在埃博拉病毒遗传进化、疫苗及抗体等研究方面取得了系列重大成果,论文发表在国际顶尖学术期刊《自然》和《柳叶刀》上,引起国际社会有关方面的普遍关注。

  埃博拉病毒(Ebola virus)因在苏丹南部和刚果(金)(旧称扎伊尔)的埃博拉河地区发现而得名。自1976年首次被发现以来,埃博拉出血热已多次在非洲多个国家和地区暴发流行,造成严重的公共卫生事件。2013年12月埃博拉出血热在几内亚出现,并迅速扩散到利比里亚、塞拉利昂和尼日利亚等西非国家,导致2.5万人感染、1万多人死亡,成为该病毒史上最严重的爆发流行,并在美国、西班牙等国出现输入性病例或医源性感染。我国科学家积极参与国际救援,先后派出多支医疗与科研队伍深入到塞拉利昂埃博拉出血热疫区,在控制当地疫情方面取得了可喜的成绩,同时获得第一手研究资料,在国家各部委科研经费的资助下,围绕埃博拉病毒的分子流行病学、治疗、预防等方面开展相关科研工作,取得一系列的研究成果。

  一、揭示了本次流行的埃博拉病毒株遗传进化特征

  2015年5月13日,国际顶尖学术期刊《自然》在线发表了我国科学家题为《塞拉利昂埃博拉病毒的遗传多样性与进化动力学》的研究成果,此成果由军事医学科学院曹务春研究员、中国疾病预防控制中心、中国科学院微生物研究所高福院士以及军事医学科学院贺福初院士带领的团队共同完成。

  该成果显示:2014年9月至11月期间,在塞拉利昂的五个疫情大区收集的3000多份埃博拉病人样本中,中国移动实验室检测队成功分离测定175株病毒全基因组序列。在此基础上,该研究通过对这些病毒基因组的系统分析,一是发现埃博拉病毒进化速率相比于暴发初期明显降低,由每年每千个核苷酸位点2.03次突变减少为1.23次突变。此前以美国研究团队为主发表的研究成果表明,埃博拉病毒突变速率远远高于历史数据,接近流感病毒的进化速率。由于这一结果将直接影响到埃博拉疫苗和药物的研发,因此引起了学界广泛的争论。而我国研究团队的最新数据和结果证实了病毒的进化速率并没有大幅增加,而是与历史平均速率相仿,之前的研究结果只是病毒特定进化时期的瞬时表现。二是发现埃博拉病毒的遗传多样性持续增加。研究发现了440个单核苷酸多态性位点,其中有1/4的位点是非同义突变位点,即有可能造成病毒蛋白结构和性质的改变。三是发现了病毒进化的差异性位点并可用作病毒分型的重要标记。病毒基因组比较分析发现6个病人体内的病毒存在串联突变的情况,这项发现背后的生物学意义还需要进一步探索。

  二、实现抗埃博拉病毒抗体药物(ZMapp)在哺乳动物细胞中的规模化制备

  中国科学院微生物研究所的科学家,联合国内4家具备大型抗体药物生产能力的制药公司,对抗埃博拉病毒抗体药物ZMapp(抗体混合物)的中和活性及作用机制进行研究,开展了ZMapp的改造研发和规模化制备工作。

  2015年初,北京天广实生物技术股份有限公司等根据ZMapp抗体序列,采用拥有自主知识产权的糖工程改造哺乳动物细胞来表达生产抗埃博拉病毒单克隆抗体联合注射液MIL77(一种抗体混合物),完成了100多人份的应急生产储备,顺利通过国家有关机构的抗体检测标准。之后,委托加拿大公共卫生局完成了豚鼠模型及非人灵长类动物的活病毒攻毒实验,证实了MIL77的体内药效。

  2015年3月, MIL77在英国成功治愈1名确诊的埃博拉病毒感染者——25岁的英国女兵安娜•克罗斯,另有2名从疫区回到英国的高危疑似感染者在使用这种药物进行预防性治疗后解除了隔离。此种制备比美国采用植物细胞生产抗埃博拉病毒抗体生产速度快,提高了抗体的生产效率。目前,世界卫生组织、加拿大、英国以及无国界医生组织已提出储备MIL77抗体药物的需求。

  三、研发具有自主知识产权的埃博拉疫苗

  军事医学科学院和中国疾病预防控制中心等多家单位的科学家共同合作,通过使用“人5型腺病毒”载体表达埃博拉病毒“2014年流行株C07”的GP抗原(埃博拉病毒表面糖蛋白)作为疫苗,在疫苗接种量对免疫反应的影响方面发现,在体内有人腺病毒5预存免疫情况下,高剂量的疫苗接种依然可以产生安全和有效的免疫反应。该项埃博拉病毒疫苗I期临床研究成果于今年3月25日发表在国际著名杂志《柳叶刀》上,该文是目前世界上第一个针对2014年毒株安全有效的疫苗I期临床报告,也是继美国国立卫生研究院的DNA疫苗、5型腺病毒载体疫苗、单价和多价黑猩猩腺病毒3型载体疫苗之后第五个I期临床研究报告。

  四、及时部署重大项目,推进埃博拉出血热研究

  为预防、监控与迎战可能的病毒变异所引发的新的流行提前做好理论与技术上的准备,国家自然科学基金委员会早在2014年12月,针对埃博拉疫情的相关基础科学问题进行了快速反应与紧急部署,决定资助2000万直接经费用于启动“埃博拉应急研究”重大项目。重大项目主要从埃博拉病原学研究、埃博拉病毒与宿主互作研究、埃博拉病毒感染的免疫病理研究、抗病毒机制研究和新药物靶点的发现等四个方面进行布局,科学目标是针对埃博拉出血热防治的重大需求,围绕病原学、病原与宿主相互作用、免疫病理和抗病毒机制等多个方面进行研究,以期尽快揭示埃博拉病毒的致病机制,为防治埃博拉出血热提供理论基础和技术支撑。

  国家自然科学基金委员会于2015年5月11日组织专家组,对6家单位的6个课题组的“埃博拉应急研究”进行评审,及时启动该重大项目的研究工作。

  虽然世卫组织于2015年5月9日正式宣布利比里亚埃博拉疫情结束,但其邻国塞拉利昂与几内亚的疫情仍在持续,一些国际医疗组织警告,感染跨境的风险依旧存在。但应对埃博拉病毒感染的疫苗和药物都还处于研制阶段。随着我国劳务贸易和国际合作的日益频繁,尤其是和非洲国家的商贸和人员交流日益活跃,埃博拉病毒进入我国的风险仍然很大。“埃博拉应急研究”重大项目的实施,对于进一步提升我国科学家在该领域研究的国际地位,积极促进该领域的基础研究与临床应用,有效预防埃博拉病毒在我国的出现和蔓延,推进我国公共卫生应急体系建设,提升社会安全水平必将发挥积极作用。

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