正值流感高發(fā)季節(jié)，近期全國各地均出現(xiàn)了不同程度的群體性感染。 流感主要流行期為12月至次年3月，相較于普通感冒，流感的傳染性更強，傳播速度快，且癥狀更重，多伴有高熱（≥38℃）、咽痛、咳嗽和肌肉酸痛等全身癥狀。季節(jié)性流行的流感多為甲型流感病毒中的H1N1和H3N2亞型，病毒顆粒呈球狀，直徑為80-120nm，囊膜上有許多突起糖蛋白，分別是血凝素HA、神經(jīng)氨酸酶NA和M1/M2蛋白。
圖1. 流感病毒結(jié)構(gòu)圖：外圍標(biāo)注的是結(jié)構(gòu)蛋白，內(nèi)部標(biāo)注的是攜帶的非結(jié)構(gòu)蛋白和結(jié)構(gòu)蛋白的基因。
在甲流的基礎(chǔ)研究以及藥物研發(fā)方面，賽多利斯基于生物層干涉技術(shù)的Octet® 非標(biāo)記分子互作儀擁有非常多CNS積累的案例，能夠為科學(xué)研究提供新的洞察！
Octet® 在甲流侵染機制中的應(yīng)用
流感病毒識別的是一類在動物細胞表面廣泛存在的多糖，禽類受體是α2’3-唾液酸，而人類受體是α2’6-唾液酸，禽流感病毒能夠感染人類，就是因為流感病毒表面蛋白發(fā)生了突變，其結(jié)合的受體從禽類受體向人受體轉(zhuǎn)變導(dǎo)致。2013年，H7N9在中國華東地區(qū)爆發(fā)，掀起了流感病毒的研究的新一輪熱潮。當(dāng)年的一篇NATURE文章就用實例證明了Octet® 是檢測流感病毒受體親和力的神器[1]。
之所以稱為“神器”，因為這篇NATURE文獻作者發(fā)現(xiàn)細胞表面的受體密度與固化在Octet® 的鏈霉親和素傳感器上的受體密度非常相似，所以是非常好的研究流感病毒與其受體親和力的工具，而且可以直接將病毒而不是表面蛋白作為分析物。只需要將受體多糖在鏈霉親和素傳感器上固化成不同密度，結(jié)合同一濃度（100pM）的流感病毒，以固化密度（信號大?。┖徒Y(jié)合信號作圖，就可以評估受體和病毒的結(jié)合活性。
圖2. 曲線上升的越快，則說明親和力越高。比如X-31型流感病毒,其對人受體的親和力比禽類受體的要強。
作者說
由于多重結(jié)合等復(fù)雜因素，流感病毒顆粒結(jié)合受體后不能有效洗脫，固化受體的探測器表面的重生很難獲得實現(xiàn)。生物層干涉（BLI）技術(shù)單個探針的成本相對較低，使得我們可以以較低成本廣泛測試獲得較優(yōu)的檢測條件，優(yōu)化后的條件具有較高的實驗重現(xiàn)度，可以實現(xiàn)橫向?qū)Ρ炔煌局甑慕Y(jié)合能力。幫助我們在流感病毒的受體結(jié)合、抗體結(jié)合方面做出一系列的工作。
作者簡介
熊曉犁博士
中科院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院研究員
2011年博士畢業(yè)于布里斯托大學(xué)細胞與分子醫(yī)學(xué)系，博士畢業(yè)后師從皇家學(xué)會副會長流感病毒專家John Skehel爵士進行流感病毒的研究，運用X射線晶體學(xué)的方法解析了感染人類的禽流感毒株如H5N1，H7N9，H10N8的凝血素與受體形成的復(fù)合物的結(jié)構(gòu)特征，并使用Biolayer Interferometry（生物層干涉）的方法測量了活病毒與人類和禽類受體分別的結(jié)合能力。作為第一作者，這一系列工作成果被Nature（3篇），PNAS（1篇），Virology （1篇），Virus Research（1篇）雜志分別發(fā)表。
這種方法最真實的反應(yīng)出人體環(huán)境中的病毒結(jié)合能力，所以自從這種方法建立成功后，便得到了廣泛的應(yīng)用，多篇文獻（含多篇CNS）也使用了這個方法來研究甲流病毒的進化[2-8]。比如下面的一些發(fā)現(xiàn)：
圖3.Octet® 數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)2001年以來H3N2型流感對人受體親和力在下降，可能與近10年來H3N2導(dǎo)致疾病的嚴(yán)重程度下降相關(guān)[2]。
圖4. Octet® 發(fā)現(xiàn)可以感染人類的H5型病毒完全去除了與禽受體的結(jié)合能力，保留了與人受體結(jié)合能力，H7型病毒對兩者的結(jié)合能力相當(dāng)。而H3型保留了兩者的結(jié)合能力，對人受體結(jié)合更強[3]。
Octet® 在藥物研發(fā)領(lǐng)域中的應(yīng)用（基于受體配體競爭實驗）
研究機理的目的是應(yīng)用，只要在前述方法基礎(chǔ)上，在病毒中混入抑制劑，后與受體相互作用，便可通過競爭反應(yīng)檢測抑制劑的藥效[9-11]。
圖5. Octet® 將多糖受體固化在傳感器上，與小分子抑制劑和流感病毒的混合物反應(yīng)發(fā)現(xiàn)，抑制劑可以部分阻斷病毒和受體的結(jié)合[11]。
圖6. Octet® 發(fā)現(xiàn)抗體抑制劑FLD194可以阻斷病毒與人受體和禽受體的結(jié)合[12]。 固化了多糖受體的傳感器還可以再生重復(fù)使用，達到降低使用成本的目的[11]！
圖7. 只要在病毒緩沖液中加入奧司他韋（OC），阻止病毒NA蛋白對多糖的剪切作用，就可以用酸性溶液洗掉病毒進行再生。
當(dāng)然，還有很多使用Octet® 進行基于小分子藥物[13,14]、抗體藥物[15-20]和流感靶點親和力測試的案例，這里就不一一列舉了。 10年來，已經(jīng)有近40篇使用Octet® 直接檢測流感病毒與多糖受體親和力的文獻發(fā)表，并在此基礎(chǔ)上，進行了藥物的開發(fā)。真金不怕火煉，一次次的被選擇真正說明Octet® 是檢測流感病毒與其受體的神器！
最后提醒大家
如果得了流感：需要多休息，多喝水，流感為自限性疾病，休息期間避免前往人員聚集的地方。如自覺癥狀有所加重，建議佩戴好口罩前往就近的發(fā)熱門診就診，根據(jù)醫(yī)囑服用抗流感病毒藥物。對于新冠的預(yù)防措施對于流感預(yù)防同樣有效：勤洗手、正確洗手，做好手衛(wèi)生。保持環(huán)境清潔和通風(fēng)。保持良好的呼吸道衛(wèi)生習(xí)慣，咳嗽或打噴嚏時，用上臂內(nèi)側(cè)或紙巾、毛巾等遮蔽住口鼻。重點人群建議每年接種流感疫苗。
下載《病毒學(xué)基礎(chǔ)研究及藥物研發(fā)應(yīng)用文集》，了解病毒學(xué)及病毒與免疫系統(tǒng)互作研究的前沿理論與技術(shù)。
參考文獻
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