科学家们绘制了尼帕病毒（Nipah virus）的关键组成部分结构，这是一种由蝙蝠携带的高度致命病原体，自1999年被发现以来几乎每年都会引发人类疫情。这项进展发表于1月20日的《细胞》杂志上，使科学家们更接近于开发所需的药物。目前，还没有疫苗可以预防或减轻尼帕病毒感染，也没有有效的治疗方法，除了支持性护理。
尼帕病毒由果蝠携带，可以通过猪和受污染的食物传播给人类，也可以通过咳嗽时释放的飞沫直接从人传人。世界卫生组织已将尼帕病毒列为优先病原体，这是指可能引发严重疫情并需要紧急研究以制定预防和治疗策略的生物体。研究人员表示，尼帕病毒有可能引发大流行，因为它可以通过空气中的飞沫和呼吸道分泌物传播。此外，有证据表明，一些感染后出现轻微、非特异性症状的人也可能传播病毒。
在严重的情况下，感染可导致严重的呼吸系统疾病和脑炎，这是一种可能导致严重神经缺陷和死亡的大脑炎症。据美国疾病控制与预防中心估计，尼帕病毒的致死率在40%到75%之间。相比之下，埃博拉病毒在过去爆发中的致死率为25%到90%，平均死亡率为50%。
在这项新研究中，研究人员专注于病毒机制的一部分，称为病毒聚合酶复合物，这是一组病毒用来复制其遗传物质、传播和感染细胞的蛋白质。该研究提供了一个详细的三维图像，展示了病毒聚合酶及其关键特征。了解这一关键部分的结构和行为有助于阐明病原体在其宿主体内繁殖的方式。
直到现在，尼帕病毒聚合酶的结构和功能一直不为人所知。研究人员表示，仍需进一步研究以完全理解聚合酶如何制造不同的遗传物质，使病毒得以繁殖。然而，解开这一病毒装置的部分结构是了解这种严重威胁病毒内部运作的重要第一步。
“确定聚合酶如何调节以启动和关闭病毒复制所需的不同酶活性将是具有变革性的，而这项研究是朝着这个目标迈出的关键一步，”研究共同通讯作者、波士顿大学Chobanian & Avedisian医学院病毒学、免疫学和微生物学系主席兼Ernest Barsamian教授Rachel Fearns说。
揭示病毒聚合酶复合物的分子结构为设计治疗方法提供了基础。“这种新的理解可以帮助我们识别聚合酶结构的功能特性，这些特性可以作为药物靶点加以利用，”哈佛医学院微生物学副教授、霍华德·休斯医学研究所研究员Jonathan Abraham说。
一旦研究人员确定了酶的结构，他们进一步研究了酶的不同部分如何影响其执行的不同功能。了解这些不同部分的作用及其如何采取不同位置为如何阻止病毒扩散提供了关键线索。
研究人员通过两种不同的方式进行实验。首先，他们纯化了聚合酶，并使用冷冻电子显微镜确定其结构，这是一种可以让科学家以单个分子尺度可视化生物样本结构的技术。其次，他们在聚合酶中引入突变，然后观察突变后的聚合酶在细胞中的行为，以了解这些突变如何影响其功能。
“通过比较尼帕病毒聚合酶与其他病毒聚合酶的独特和共有特征，我们的研究提供了关键见解，这些见解有望指导广谱抗病毒药物的开发，”研究共同第一作者、Fearns实验室研究员Heesu Kim说。
研究人员指出，乔治亚州立大学的科学家们开发了一种有希望的口服药物候选物，它可以对抗与尼帕病毒相关的病毒，但对尼帕病毒本身无效。为了理解为什么这种药物候选物对尼帕病毒无效，研究人员进行了各种模拟研究，以查看对病毒聚合酶进行某些结构调整是否会提高药物附着病毒的能力。
研究人员确定了病毒聚合酶的一个特定部分，可以成为药物靶点。这反过来可以指导小分子抑制剂的设计，这些抑制剂可以破坏病毒聚合酶，使尼帕病毒对治疗敏感。
“我们希望我们的发现能激发兴趣并刺激其他人的进一步研究，从而获得有关致命病原体的新见解，”研究共同第一作者、Abraham实验室博士后研究员Side Hu说。“事实上，我们很高兴看到其他研究小组也公开分享他们的数据，就像我们一样，帮助推动这一领域的发展。”
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