IBM用超級計算機設計出了萬能抗病毒藥

IBM用超級計算機設計出了萬能抗病毒藥

環球科學

2016-12-07閱讀原文

撰文?| PHILIP PERRY?

翻譯?| 楊柳

眾所周知，致病性的病毒非常難以對付，例如，兩年前在非洲爆發疫情的埃博拉（Ebola）病毒以及最近流行的寨卡（Zika）病毒。可這究竟是什麼原因呢？首先，病毒的個頭兒非常小，比人類細胞的平均直徑小一百倍。雖然它們並不能躲過免疫系統的攻擊，但它們卻可以浸入你的身體，挾持細胞成為它們的複製加工廠。

病毒一旦入侵，它便將自身的DNA拼接到宿主細胞的DNA上。從此病毒便接管並使用宿主細胞機能來完成自身的複製。通過不斷地複製、再侵染其他宿主細胞，一個病毒就可以感染全身。如今，我們已經掌握了抗逆轉錄病毒藥物治療（ART）方法，來抑制病毒的複製，艾滋病患者正是使用的這種藥物。在病毒沒有控制細胞的情況下，一個人可以正常的生活。但是ART並不能將病毒從身體里清除出去。要想做到這一點，藥物必須能瞄準遭病毒寄生的宿主細胞發揮作用，同時避開健康的細胞。醫學界尚未完成這一壯舉。

另一個問題是病毒的變異。這意味著那些對病毒某些變種奏效的方法可能對其他的不適用。為了進一步理解病毒機理，位於新加坡的IBM生物工程與納米技術研究所（IBN）的研究人員試圖找尋所有病毒的相同之處。現在他們相信，他們已經製成了一個不僅能成功治療任何病毒感染、而且能製成可行疫苗的分子。

IBM開發的藥物分子的顯微照片，如果新方法有效，它將不僅僅能夠抑制病毒複製，還能夠清除人體內的病毒。（圖片來源：Larry Ostby / National C）

研究人員並沒有試圖在病毒間彼此差異的基因水平上尋找「共同點」，而是找尋所有病毒共有的某些蛋白質，它們又被稱為糖蛋白。這些蛋白質分布於病毒體的外部，病毒就是利用它們進入並挾持細胞的。明白了這一點，研究人員開始設計一種高分子化合物，本質上說，就是由許多小分子構成的大型分子。

通過靜電電荷，這種高分子能夠牽引病毒，並與之結合，從而致使病毒不能夠進入宿主細胞。之後，它改變病原體的pH值，使其變為酸性而失去複製的能力。此外，大分子還能夠保護免疫系統。它釋放一種稱作甘露糖的物質，令其與免疫細胞結合，從而抑制病毒侵入免疫細胞的可能性。

截至目前，研究者已經測試了這種分子對埃博拉和登革熱（dengue）病毒的效果，其結果令人鼓舞，已發表於Macromolecules雜誌。另外，研究者通過一個計算機模型發現，這種技術也能有效對抗埃博拉、流感、基孔肯亞、登革熱以及單純皰疹1型等其他病毒。

但是這項研究目前還只是概念驗證階段。未來還需要更多的研究工作去證實它對人類的功效和安全性。如果成功的話，我們可以將它製成藥物、消毒劑、或者是噴霧清潔劑、甚至是可以抑制病毒感染的洗手液。這樣，在一個含有埃博拉的房間里使用這種藥物，就可以快速清除致命病毒。儘管有很長的路要走，科學家還是被這些發現鼓舞著前進。甚至於沃森超級計算機都將被用於協助研發這項令人興奮的突破。