埃博拉病毒

埃博拉病毒 正文 (一)立项依据与研究内容 1.项目的立项依据 1.1.研究意义和社会应用前景 埃博拉病毒(Ebola virus，EBOV)是埃博拉出血热的病原体，丝状病毒属 (Filoviridea)，为不分节段的单股负链 RNA 病毒，自 1976 年首次发现以来，共有大约 1850 人感染，其中死亡 1200 多人[1]。由于埃博拉病毒具有极强的传染性和致死性[2]，WHO 将其列为潜在的生物战剂。目前没有针对埃博拉出血热有效的药物及临床应用的疫苗，疫情控制和感染病人治疗主要依赖于快速诊断、隔离和支持治疗。 埃博拉病毒1976年分别在苏丹的西赤道省份和邻近扎伊尔(现为刚果民主共和国)发现，主要流行区域为非洲中北部地区。目前，已发现5种亚型的埃博拉病毒:扎伊尔型(Zaire)，苏丹型(Sudan)，科特迪瓦型(Cote d’Ivoire )， 本迪布焦型(Bundibugyo)与莱斯顿型(Reston)，其中前4个亚型对人类有致病性，以扎伊尔型埃博拉病毒与苏丹型埃博拉病毒毒性最强，而莱斯顿型埃博拉病毒对人类没有致病性[3][4]。1976年6月在苏丹爆发的埃博拉病毒感染, 发病284例, 死亡151 例, 病死率53%，为苏丹型埃博拉病毒感染所致;同年9月在扎伊尔爆发的埃博拉病毒感染, 发病318 例,死亡280 例, 病死率88%，为扎伊尔型埃博拉病毒感染所致[5-7]。近几年来，埃博拉病毒感染事件也时有爆发，2012年8月至10月在刚果与乌干达境内发生了埃博拉病毒感染，最近的一次埃博拉病毒感染事件是在2014年2月开始爆发的，由扎伊尔型埃博拉病毒引起，已死亡82人[8]，目前疫情仍未得到有效控制，这也是埃博拉病毒感染首次在非洲西部爆发。埃博拉病毒在自然界的起源及宿主尚未确定，有证据显示，该病毒是动物源性病毒，蝙蝠可能是其潜在的自然宿主。埃博拉病毒具有很强的传染性，感染病人的血液、精液、汗液，唾液及分泌物均具有感染性，可通过皮肤、结膜或呼吸道等途径感染密切接触者由于埃博拉的高传染性和高致死率，WHO制定了控制埃博拉病毒传播的检测，呼吁建立积极的检测体系、接触追踪以及医疗监督等，这对于埃博拉病毒的防治具有积极意义。在人类对动物生长自然环境进行了长期累积的非合理性改造后，进而通过基因突变等方式打破种间屏障，形成能够感染人体的变种病毒，最终对人类的生命健康造成巨大的威胁。因此，不仅要在科学的基础上制定合理的法规和制度隔离埃博拉病毒的传染源以及控制 其传播途径，更需要我们通过寻求经济、简单、安全、高效的抗埃博拉病毒药物筛选模型进 一步建立具有国际水平的国有自主知识产权的高通量的抗埃博拉病毒药物筛选平台，从而尽快研发出预防和治疗埃博拉病毒引发疾病的药物，这将具有重大的科学意义和实用价值。本项目利用基因重组技术建立细胞水平高灵敏度抗埃博拉病毒药物筛选模型的研究项目是一项国际前沿的生命科学领域的研究，它对于在此方向上与国际最 前端科学研究同步起到至关重要的作用，其成果在国际上的专利申报将会填补国内研究 在这一领域的空白，提高我国在埃博拉病毒研究领域的国际地位。这种利用基因重组技术建这种利用基因重组技术建立的高灵敏度抗埃博拉病毒药物筛选细胞模型的建立，将直接铺平在细胞水平抗埃博拉病毒药物 筛选平台的产业化之路。 本研究成果将会提供一个强大的工具，在更大的范围内，用更 经济简单的寻找和出药效强、毒副作用小，特别是在中药领域的用于预防和治 疗埃博拉病毒的有效药物。目前临床统 计结果暗示着某些中药中的芳香性生物碱成分可能具 有抗埃博拉病毒的效果，但是因为没有分子机理和细胞学上的论证，所以很难在国际市场上 实现商业化。因此这个建立在我国的抗埃博拉病毒药物筛选模型的研发会极大促进中药产业 的发展，并届时将中药进一步推向世界市场，提高中药在国际上的知名度，同时带来巨 大的经济效益。 另外在国内通过利用本研究成果可以开发出效果明确、成本低廉的以中草药成分为 主体的保健性食品和饲料，在早期切断人-人、人-动物以及动物-动物间的传播途径，从而在预防的角度上消除埃博拉病毒对于人类的生命健康和社会经济的发展造成巨大的威胁。 因此，这项研究的最终结果对于消除人们对于埃博拉病毒所带来的潜在的恐惧将具有极大的 现实效果，从而保障我国人民的健康生活，保证我国经济的健康发展，这也是我们这项研究所创造的另一方面的社会效益。 1.2.国内外研究概况和发展趋势 有关埃博拉病毒的研究已经于 1976 年(美国国家卫生研究院的 Gajdusek C.博士)和 1997 年(美国加州大学的 Prusiner S.博士)两次获得诺贝尔生理学和医学奖。然而，埃博拉病毒的分子致病机制至今还没有彻底澄清，现有的有关其遗传和传染的模型也存在着许 多分歧，因此 1997 年诺贝尔奖委员会授予 Prusiner S.博士诺贝尔奖时预测在埃博拉病毒研究 领域中，必将诞生一批新的诺贝尔奖得主[12]。目前，关于埃博拉病毒的分子致病机理和治疗 药物筛选、开 欧洲，发的研究是国际上生物学、医学领域研究的前沿和热点。特别是在美国和 各级政府和财团投入大量的人力及物力进行这些方面的基础研究和产业化研发。 在有关药物治疗的研究领域通过建立一系列的抗埃博拉病毒药物筛选模型，迄今为止美国 NIH 的 Caughey B.实验室、法国的 Dormont D.实验室和意大利的 Forloni G.实验室已经 发现一些化学药物(如盐酸四环素、强力霉素等)在延长埃博拉病毒感染潜伏期和延迟朊病 毒蛋白沉积方面有一定作用[15, 16, 17];另外最近美国加州大学的 Scott MR.实验室还发现 分支多胺能在活细胞中清除埃博拉病毒[18];德国的 Kretzschmar H.实验室发现磷酸胞苷酰鸟 苷寡聚脱氧核苷酸在机体感染埃博拉病毒后能刺激机体先天免疫系统，延长存活时间[19]。另 外美国加州大学旧金山分校的 Korth C.博士与 Prusiner S.博士在利用动物细胞药物筛选 模型测试了广大范围的、能通过血脑屏障的化合物后，发现能治疗精神疾患的氯丙嗪与 抗疟药阿的平具有在一定程度上治疗埃博拉病毒的效能[20]。但是据美国国家卫生研究院 ( NIH)的基金委员会和美国食品及药物管理局( FDA)推测，按照现在的理论和技术水平，真正在治疗药物上攻克埃博拉病毒至少需要 10-20 年左右的时间。由于埃博拉病毒在中国 尚未被发现，另外此项研究所研究者自身的理论积累多、前期技术工作量大、多学科的综合能力强等原因，我国在分子水平上的埃博拉病毒研究虽然已在中科院生物物理所、中科院病毒所和中国预防医学科学院病毒学研究所等几家国家重点实验室进行(如国家 高分子重点实验室正在利用酵母埃博拉病毒研究其病理性聚集机制)，但是在细胞水平上的 筛选抗埃博拉病毒药物模型的研发还基本处于空白阶段。随着我国政府对病毒类传染病研究 的逐渐重视和对埃博拉病毒研究资金投入的不断增多，以及在该领域中，日益加强的国际人才交流和项目合作，使中国在有关埃博拉病毒的分子致病机理和防治药物的研究方面也会不断地有新的突破，在其内容和水平上与国际前沿趋于同步。项目主持人及课题组是国内最早从事细胞水平上的抗埃博拉病毒药物筛选模型这一领 域研究的，目前在国内也是唯一的一 家利用酵母细胞进行此类研究的实验室。 1.3.学术特色和立论依据 在学术上，有关朊病毒的防治药物的研究是一个集合了分子生物学、细胞生物学、 分子遗传学、蛋白质化学和临床药理学等多学科的新领域，它需要研究者具有广博深厚的理论基础和实验室间的团队合作能力。 图1.1 A.埃博拉病毒基因组 B.病毒颗粒结构