摘要:全球数十位患者身上隐藏着一个医学奇迹:他们几乎对所有病毒感染免疫。这些人从未感染过流感、麻疹、水痘,甚至连普通感冒都不曾困扰过他们。哥伦比亚大学免疫学家杜桑·博古诺维奇发现,这种超常的抗病毒能力源于一种罕见的基因缺陷,而他的团队已经成功将这一天然优势转化为实验
信息来源:https://newatlas.com/infectious-diseases/rare-genetic-mutation-antiral-viral-infections-universal/
全球数十位患者身上隐藏着一个医学奇迹:他们几乎对所有病毒感染免疫。这些人从未感染过流感、麻疹、水痘,甚至连普通感冒都不曾困扰过他们。哥伦比亚大学免疫学家杜桑·博古诺维奇发现,这种超常的抗病毒能力源于一种罕见的基因缺陷,而他的团队已经成功将这一天然优势转化为实验性治疗方法,为开发新一代广谱抗病毒药物开辟了前所未有的道路。
这项突破性发现源于15年前的一次偶然观察。博古诺维奇在研究一种使患者更容易受到细菌感染的基因突变时,注意到这些患者体内名为ISG15的分子出现功能缺陷。ISG15是一种重要的免疫调节剂,正常情况下参与机体的抗病毒反应。然而,令人困惑的是,这些ISG15缺陷患者表现出的炎症反应具有明显的抗病毒特征。
深入研究后,博古诺维奇团队发现了令人震惊的事实:尽管这些患者的免疫细胞中存在接触过流感、麻疹、腮腺炎和水痘等病毒的证据,但所有患者均从未出现过相应的临床症状。他们的身体似乎拥有一道隐形的病毒屏障,能够在病毒感染初期就将其消灭在萌芽状态。
这一发现颠覆了传统的免疫学认知。通常情况下,基因缺陷往往导致免疫功能下降,但ISG15缺陷却意外地赋予了患者超强的抗病毒能力。博古诺维奇意识到,如果能够在其他人身上复制这种"轻度免疫激活"状态,就可能开发出保护人类免受任何病毒侵害的通用疗法。
博古诺维奇团队的最新研究成果展示了如何将这一天然优势转化为实际的治疗手段。他们开发了一种基于mRNA技术的实验性疗法,能够暂时让动物获得与ISG15缺陷患者相同的抗病毒优势。
这种治疗方法的核心是一种精心设计的鼻腔滴剂,其中包含10条特殊的信使RNA分子,每条都被包裹在脂质纳米颗粒中。这种设计借鉴了COVID-19 mRNA疫苗的成功经验:一旦进入细胞,mRNA就会指示身体产生特定的保护性蛋白质。
关键在于,该疗法并非简单地关闭ISG15功能,而是精准地激活ISG15缺陷通常会触发的60种关键蛋白质中的10种。这些被选中的蛋白质专门负责提供广谱抗病毒保护,同时避免过度的免疫反应。博古诺维奇解释说:"我们只在很短的时间内产生少量的这10种蛋白质,这导致的炎症比ISG15缺陷个体少得多,但这种炎症足以预防病毒性疾病。"
在动物实验中,这种疗法成功阻断了流感病毒和SARS-CoV-2病毒的复制,同时显著降低了疾病的严重程度。更重要的是,该疗法不会干扰机体建立长期免疫记忆的能力,这意味着它可以与传统疫苗完美兼容。
尽管前景光明,但将这一技术从实验室转向临床应用仍面临诸多挑战。最主要的问题是药物递送系统的效率。博古诺维奇坦承:"当通过纳米颗粒递送到动物体内时,这10种蛋白质在肺部产生,但其含量可能不足以让我们放心地立即用于人体。将任何核酸递送到你想要保护的身体部位,目前是该领域面临的最大挑战。"
另一个需要解决的问题是保护持续时间。目前的实验数据显示,这种抗病毒保护效果可维持约三至四天。虽然这个时间窗口对于应对突发疫情或保护高风险人群具有重要意义,但如何延长保护时间仍是研究团队努力的方向。
尽管存在技术挑战,这项研究的应用前景极为广阔。研究团队设想,这种技术将成为未来疫情快速响应的重要工具,能够在病毒被完全识别和分类之前就为一线工作人员、免疫力低下患者以及高风险接触者提供保护。
这项研究不仅在治疗技术上具有突破性意义,更为我们理解人类免疫系统的进化提供了全新视角。ISG15基因在不同物种中的表现差异揭示了免疫系统适应性进化的复杂机制。
最新研究表明,蝙蝠的ISG15基因变异为这些动物提供了独特的抗病毒优势,使它们能够携带多种对人类致命的病毒却不发病。浙江大学与爱丁堡大学的联合研究发现,蝙蝠的ISG15基因变异在增强抗病毒能力的同时,避免了过度损伤自身组织,这为优化人类免疫治疗方案提供了重要启示。
中国疾病预防控制中心的研究也显示,ARIH1诱导的cGAS的ISG15修饰在促进抗病毒免疫和调节自身免疫方面发挥关键作用,这进一步证实了ISG15在免疫调节中的复杂功能。
这些发现表明,免疫系统的"缺陷"有时可能是进化过程中的适应性优势。通过深入研究这些看似异常的基因变异,科学家们正在揭示免疫系统运作的更深层机制,为开发新型免疫治疗策略提供理论基础。
博古诺维奇的研究代表了精准医学在免疫治疗领域的重大进步。通过分析罕见基因变异的生物学机制,科学家们不仅找到了开发广谱抗病毒药物的新途径,也为理解人类免疫系统的复杂性开启了新的篇章。随着技术的不断完善和临床试验的推进,这种基于天然免疫优势的治疗方法有望成为人类对抗病毒感染的强大武器。
来源:人工智能学家