饒子和等揭示“脫衣殼”：阻擊甲肝病毒

　　 從SARS、H5N1到手足口病毒EV71，中科院院士饒子和的名字總是和“病毒精細結構”聯系在一起。

　　這一次，這位病毒結構解析專家盯上了甲肝病毒。近日，中科院生物物理所饒子和院士研究組與牛津大學David Stuart 教授研究組、中國食品藥品檢定研究院王軍志教授和胡忠玉教授以及北京科興控股生物有限公司尹衛東和高強等專家共同合作，在國際上首次解析了甲型肝炎病毒（HAV）全顆粒晶體結構。相關論文日前在《自然》雜志上在線發表。

　　這項研究揭示了甲型肝炎病毒的“獨有的結構特性”和“特殊的脫衣殼機制”，而且從三維結構角度闡述了甲型肝炎病毒的進化關系。

　　意料之外的驚喜

　　11月初，記者來到清華大學生物新館，穿過結構生物所實驗室，來到了位于走廊盡頭的饒子和辦公室。

　　談起成功解析HAV，饒子和用了“意料之外的驚喜”來形容。“2013年，一次偶然的機會讓我們獲得了1毫克HAV病毒，這成為研究的起點。”饒子和說。

　　隨后，研究人員在實驗室成功制得HAV成熟和空心兩種晶體后，使用位于英國牛津郡的“鉆石光源”進行了X光衍射三維分析。

　　結構分析的結果讓研究人員再次感到意外。病毒學家一直將HAV視為“小RNA病毒科”的一種。這類病毒在表面特定位置具有類似峽谷的結構，“峽谷”下隱藏著結合了疏水脂類的“口袋”結構，稱為“口袋因子”。當病毒入侵宿主細胞時，口袋因子釋放，觸發病毒“脫衣殼”過程，病毒將自身攜帶的遺傳物質注入宿主細胞。也就是說，一旦成功“脫衣殼”，人和動物就被這類病毒感染了。

　　然而，意料之外的是，在比較了HAV兩種狀態的結構后，研究人員并沒有在HAV上發現“峽谷”和“口袋”，也不含有口袋因子。“這意味著，HAV病毒可能采用不同的脫衣殼機制。”饒子和解釋。

　　同時，結構分析結果還顯示，HAV病毒表面一條蛋白質長鏈發生了偏移。饒子和認為，這是HAV和已經解析的小RNA病毒科成員結構上區別最大的一點，導致了HAV具有極強的穩定性。并且，這一獨特的構象卻在另一類更“原始”的昆蟲病毒上普遍存在。由此，研究人員認為，HAV在進化上處于原始的昆蟲病毒和現代的小RNA病毒科之間。

　　重要病毒各個擊破

　　盡管解析HAV結構始于偶然，但饒子和研究組成功解析多個重要病毒的結構卻絕非偶然。

　　饒子和坦言：“面向國家重大需求，解決國民健康面臨的重大問題，是科學家的責任和擔當。”因此，多年來，他帶領研究人員對SARS、H5N1、手足口病毒的結構進行了“各個擊破”，收獲頗豐。

　　2008年，我國手足口疫情暴發，牽動著饒子和研究組科研人員的心。他們從疫區獲取了手足口致病病毒EV71，并于2012年成功解析了EV71病毒兩種截然不同的病毒顆粒的高分辨率晶體結構。

　　研究人員發現，EV71空心病毒顆粒的表面出現了90個成規律分布的孔洞，由此推測，這些孔洞可以作為病毒脫衣殼過程中遺傳物質外輸的通道。當時，通過對EV71脫衣殼動態過程的仔細觀察，饒子和提出，如能阻止孔洞的形成，就能從源頭遏制病毒。

　　如今，饒子和向記者透露，研究組已根據這一成果開展了EV71治療藥物的相關研究。“新藥在動物實驗上取得了良好效果，目前正在等待臨床試驗批文。”

　　“先導”支持率先跨越

　　在饒子和看來，研究組成功解析HAV的背后，有著中科院先導專項的強力支持。

　　今年3月，中科院戰略性先導科技專項（B類）“生物超大分子復合體的結構、功能與調控”啟動。專項依托中科院生物物理所，并由饒子和擔任首席科學家。

　　據了解，該專項瞄準“生物超大分子復合體的組裝調控與細胞生命過程關系”這一關鍵科學問題，以期在原子水平上重現細胞中的動態生命過程，力爭攻克若干超大分子復合體的世界性難題，產生里程碑式的重大科學成就。同時，瞄準關鍵技術瓶頸突破，建立超大分子復合體高分辨率結構和動態構象研究的技術體系，為重大原創性工作的產出提供技術支撐。

　　在專項啟動會上，中科院副院長丁仲禮提出：“應努力將專項打造成為人才培養的平臺，為年輕人才成長創造良好環境。”

　　對此，饒子和感到頗為欣慰：“幾年來，許多年輕的科研人員在解析病毒三維結構的實戰工作中成長起來。”例如，當時還在中科院生物物理所讀博士一年級的王祥喜就曾在解析手足口病毒方面嶄露頭角。此次HAV結構解析，王祥喜以文章第一作者身份擔當主力。今年，他還獲得了被譽為華人生物學在讀博士最高獎項的“吳瑞獎學金”。

　　饒子和指出，生物超大分子的相關科學研究任重而道遠，希望在先導專項的支持下，年輕人瞄準科學前沿，為威脅公共健康安全的重大疾病作出更大的貢獻。