哈佛医学院和波士顿大学乔班尼安和阿维迪西安医学院（Boston University Chobanian & Avedisian School of Medicine）的研究人员绘制了尼帕病毒（Nipah virus）的关键组成部分，这是一种由蝙蝠携带的高度致命病原体，自1999年首次发现以来几乎每年都会引发人类疫情。这项进展于1月20日发表在《细胞》杂志上，使科学家们更接近开发急需的药物。目前，尚无疫苗可以预防或缓解尼帕病毒感染，也无有效的治疗方法，只能提供支持性护理。
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，并且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，这意味着该病毒有可能引发严重疫情，需要紧急研究以制定预防和治疗策略。研究人员指出，尼帕病毒有通过空气飞沫和呼吸道分泌物传播的能力，因此有可能引发大流行。此外，一些感染者的症状较轻或不明显，但仍可能传播病毒。
在严重情况下，尼帕病毒感染可导致严重的呼吸系统疾病和脑炎，后者是一种可能导致严重神经缺陷和死亡的脑部炎症。据美国疾病控制与预防中心估计，尼帕病毒的致死率为40%至75%。相比之下，埃博拉病毒在过去的疫情中致死率为25%至90%，平均死亡率为50%。
在这项新研究中，研究人员集中研究了病毒机制的一部分，即病毒聚合酶复合体，这是一组蛋白质，病毒利用它们复制遗传物质、传播并感染细胞。该研究提供了病毒聚合酶及其关键特征的详细三维图像。了解这一关键部分的结构和行为有助于揭示病原体在其宿主体内如何繁殖。
此前，尼帕病毒聚合酶的结构和功能一直不清楚，研究人员表示，进一步的研究将有助于全面理解聚合酶如何制造不同类型的遗传物质以使病毒繁殖。然而，他们认为，解开这一病毒装置的关键部分是了解这种具有严重威胁的病毒内部运作机制的重要第一步。
“确定聚合酶如何调节以开启和关闭病毒复制所需的不同的酶活性将是改变游戏规则的，而这项研究为此目标迈出了关键一步。”波士顿大学乔班尼安和阿维迪西安医学院病毒学、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体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。
研究人员通过两种方法进行了实验。首先，他们纯化了聚合酶，并使用冷冻电子显微镜（cryo-electron microscopy）确定其结构，这是一种可以让科学家在单个分子尺度上观察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。
“通过阐明尼帕病毒聚合酶与其他病毒聚合酶的独特和共有特征，我们的研究提供了重要的见解，这些见解有望指导广谱抗病毒药物的开发。”该研究共同第一作者、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开发了一种有前途的口服药物候选物，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与病毒结合的能力。研究人员确定了聚合酶的一个特定部分，可以成为药物靶点，进而可以设计小分子抑制剂来破坏病毒聚合酶，使尼帕病毒对治疗敏感。
“我们希望我们的发现能激发其他人的兴趣，促进更多研究，从而获得关于致命病原体的新见解。”该研究共同第一作者、Abraham实验室博士后研究员Side Hu说，“我们很高兴看到其他研究小组像我们一样公开分享数据，帮助推动这一领域的发展。”
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