澳美合作研發抗疫療程 動物試驗證實消滅99.9%病毒 – 中央通訊社發布於2021年5月18日
先來看一段 RNA干擾 的影片
新冠病毒是一種單鏈的 RNA病毒,病毒體有核衣殼,包裹著基因組和核蛋白,病毒自我複製過程如下:
1.病毒體附著到宿主細胞表面並通過胞吞進入細胞;
2.衣殼分解後,病毒核糖核蛋白轉運入核;
3a.病毒基因組轉錄;3b.病毒基因組複製;
4.新合成的病毒mRNA出核並完成轉譯;
5a.合成的核蛋白入核與新複製的核酸結合;
5b.合成的病毒表面蛋白進入高基氏體完成轉譯後修飾並轉運上膜;
6.新形成的核衣殼進入細胞質並與插有病毒表面蛋白的細胞膜結合;
7.新生成的病毒體通過出泡方式離開宿主細胞。
病毒在複製其基因組時需要 RNA複製酶(RNA-dependent RNA polymerase;RdRp),以病毒的RNA為模版,並以核苷三磷酸(ATP、UTP、CTP、GTP)為材料,來合成出新的RNA。冠狀病毒的RNA複製酶具有啟動重組的能力,該能力使病毒可以將其基因組的部分換成其他可能有利的序列,這被認為在冠狀病毒的進化中發揮了重要作用。比如這次的英國變種病毒株具有更高的傳播性,有人提出該變種可能起源於慢性感染而免疫功能低下的人,因為他們的身體成為病毒變異的溫床,使病毒有較長的時間來進行複製與進化。
→ New coronavirus variant: What do we know?
→ UK coronavirus variant on course ‘to sweep the world,’ leading scientist says
對於確診的輕症患者,瑞德西韋這種廣譜抗病毒藥物,可作為RNA複製酶的抑製劑來阻斷病情發展。
→ Mechanism of SARS-CoV-2 polymerase stalling by remdesivir
上方那張病毒自我複製的簡圖中,信使核糖核酸(messenger RNA,mRNA)記錄著蛋白質中胺基酸的排列資料,是細胞中合成蛋白質的製作藍圖
核糖核酸干擾 (RNA interference, RNAi) 則是生物體內協助控制基因表現的一套系統,RNAi 以小分子核糖核酸(microRNA,miRNA)和 小分子干擾核糖核酸(small interfering RNA,siRNA)這兩種小片段RNA為最主要的干擾形式。藉由干擾蛋白質的表現來達到抑制基因表現的結果,稱為基因沈默(gene silencing)。目前已知siRNA以帶有專一性的方式調控基因的表達,此外也參與一些與RNAi相關的反應途徑,例如抗病毒機制。2001年,Thomas Tuschl 團隊發現合成的siRNA可誘導哺乳動物體內的RNAi作用,這項發現引發了利用可控制的RNAi來進行生物醫學研究與藥物開發的方法
藉由引導股由 RNA誘導沉默複合體(RNA-induced silencing complex,RISC)攜帶至能與其序列互補的 mRNA 上,其作用方式有兩種:一為直接抑制核糖體的作用,造成其無法轉譯來合成蛋白質;二為由 RISC 中具有酵素功能的蛋白質 Argonaute 將 mRNA 降解,從而達成消滅病毒的結果
2009 年,加州理工學院 Mark E. Davis 教授開發出了第一個在人體中能標靶性運送 siRNA 的奈米微粒 Lipid nanoparticles (LNP),使用這種脂質奈米載體來包裹,既起到保護相對脆弱的siRNA的作用,也有輔助這些分子進入細胞內的功能。
結論:siRNA-LNP 治療方法證明在治療新冠肺炎方面有效,可望作為疫苗策略的輔助療法。
延伸閱讀:A SARS-CoV-2 targeted siRNA-nanoparticle therapy for COVID-19