饶子和院士Nature子刊发表病毒研究新成果

　　

生物通报道  来自中科院生物物理研究所、牛津大学等机构的科学家们组成的一个国际研究小组，成功地开发出了一种新型化合物，初步数据表明它可以阻止一些病毒感染人体。这一新型的抑制剂针对的是一组导致手足口病的病毒，尤其是EV71病毒。这组病毒导致了亚洲儿童疾病大流行，仅在中国每年报道就有大约1000万病例。尽管通常症状比较轻微，但在某些情况下这一疾病却是致命的——2012年中国政府报道死亡人数达900多人。这一疾病当前无法医治，成为了全球公众健康的一个重要威胁。

新研究还有可能对抵抗其他的疾病产生重要的影响。手足口病是由几种密切相关的病毒所引起，新化合物可以有效对抗所有这些病毒。此外，其他的广泛传播病毒，包括脊髓灰质炎病毒和许多导致普通感冒的病毒也密切相关，它们都属于同一肠道病毒属。研究发现发表在2月9日的《自然结构与分子生物学》（Nature Structural and Molecular Biology）杂志上。

中科院生物物理研究所的饶子和（Zihe Rao）院士与牛津大学Nuffield医学系结构生物学部主任Dave Stuart教授是这篇论文的共同通讯作者。

Stuart说：“针对在相关病毒中发现的一种结构特征，设计出相似的疗法来靶向它们应当是可能的。在这一领域，我知道有一家公司在针对主要普通感冒病毒上已经取得了一些进展。我们的工作还处于早期阶段，但我们正在与中国的学术团体合作致力推动这一抑制剂。”

这一新的药物疗法是利用最前沿的技术而确立，到目前为止还只在分离细胞中进行了测试。以结构为基础的药物设计指的是针对一种疾病的结构特异性地设计药物疗法；它按三个阶段运作。首先必须解开病原体的结构。第二，科学家们必须确定结构与病原体功能的相关性。最后，他们才能够开发出一种方法与这一结构相互作用，从而使得病原体丧失能力。

在2012年，英国牛津郡的“钻石光源”(Diamond Light Source) 研究所首先解开EV71的结构。之后，科学家们利用巨大显微镜确定了这一病毒改变形状进入宿主的机制。肠道病毒是称作为小核糖核酸病毒（picornaviruses）这一大病毒家族的一个组成部分。这些病毒具有外层衣壳，一旦进入到宿主细胞中，外层衣壳就会分解释放病毒RNA进入到细胞。该研究小组发现了一种非常有力的分子能够破坏病毒衣壳分解机制，由此阻止病毒使得它无法感染宿主。

这一中英合作小组利用Diamond的两种光束线I03和I24开发了这种新方法。当他们在2012年确定这一病毒的结构时，研究小组看到病毒内部有一个小口袋，药物或许能够进入其中。他们现在开发出了一种能够进入这一口袋的潜在药物分子，在这一口袋中它锁定病毒，阻止病毒衣壳分解释放病毒RNA。

这项研究仍处于早期阶段，在药物上市之前还有一段相当长的路要走。同样应该注意的是病毒能够非常快速地进化，有可能一些EV71变种能够克服这一抑制剂。但早期的一些数据是充满前景的，既然有这种方法学在手，科学家们或许能够开发出抵抗病毒变种的抑制剂。从最初发现病毒的结构到实现这种药物开发只用了不到2年时间，这种速度表明了以结构为基础的药物设计的巨大潜力，以及科学家们现在处理对抗疾病方面的非凡能力。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

More-powerful virus inhibitors from structure-based analysis of HEV71 capsid-binding molecules

Enterovirus 71 (HEV71) epidemics in children and infants result mainly in mild symptoms; however, especially in the Asia-Pacific region, infection can be fatal. At present, no therapies are available. We have used structural analysis of the complete virus to guide the design of HEV71 inhibitors. Analysis of complexes with four 3-(4-pyridyl)-2-imidazolidinone derivatives with varying anti-HEV71 activities pinpointed key structure-activity correlates. We then identified additional potentially beneficial substitutions, developed methods to reliably triage compounds by quantum mechanics–enhanced ligand docking and synthesized two candidates. Structural analysis and in vitro assays confirmed the predicted binding modes and their ability to block viral infection. One ligand (with IC50 of 25 pM) is an order of magnitude more potent than the best previously reported inhibitor and is also more soluble. Our approach may be useful in the design of effective drugs for enterovirus infections.

作者简介：

饶子和

分子生物物理与结构生物学家，中国科学院院士，TWAS院士，清华大学教授，南开大学教授，中国科学技术协会常委，中国生物物理学会理事长，谈家桢生命科学奖奖励委员会主任；曾任中国科学院生物物理研究所所长，南开大学校长等职。

饶子和长期从事与新发、再发传染病病原体相关的蛋白质结构、功能以及创新药物的研究，取得了一系列重要的原创性成果。发表学术论文288篇，引用次数超过7500次，申报国家发明专利123项。

饶子和曾获“陈嘉庚科学奖”、第三世界科学院最高奖——“第里雅斯特科学奖”(Trieste Science Prize)等科学奖项多项。饶子和于2009年、2010年分别被香港浸会大学和英国格拉斯哥大学授予荣誉科学博士学位，2011年5月当选为牛津大学Hertford学院Senior Fellow，2011年11月当选为国际纯粹与应用生物物理联盟（IUPAB）候任主席。