北京时间9月13日凌晨,国际顶级学术期刊《科学》在线发表了中科院上海药物研究所的一项重要成果,该所吴蓓丽研究员等人首次解析了艾滋病毒(HIV)共受体之一——CCR5的三维结构,为抗艾滋病新药的研发奠定了基础。昨天,美国科学促进会首次在上海举行新闻发布会,称“《科学》杂志非常荣幸地发表这一成果,该研究为研发更好的HIV治疗方法提供了至关重要的见解”。
据吴蓓丽研究员介绍,CCR5是人类细胞表面的一种受体蛋白质,也是艾滋病毒攻击人类免疫系统的两个主要“入口”之一。艾滋病毒的蛋白一旦与CCR5结合,就能与其下方的细胞膜融合,并最终钻入细胞。
那么,是否可以研发一种药物,来阻断HIV与CCR5的结合呢?要实现这个构想,就必须破解CCR5的三维结构,从而弄清楚它和HIV “勾结”的分子机制。这是一个长期困扰中外科研人员的难题。经过近两年的联合攻关,中科院上海药物研究所和美国 Scripps研究所的科研人员组成的团队终于取得突破,他们获得了高质量的 CCR5蛋白质晶体,并成功解析了其高分辨率三维结构。借助这幅精确的“三维地图”,全球各国的科研人员有望设计出全新的药物,来拆散艾滋病毒与CCR5的“勾结”。
事实上,这一类型的药物已经存在,但人们此前并不清楚它发挥功效的机理。吴蓓丽的团队在研究过程中利用了一种名为“马拉维若”的抗艾药物,该药物已于2007年获批上市,但它在受体分子中的精确结合位点一直是个谜。如今,吴蓓丽研究组揭示的CCR5三维结构表明,这种药物是通过与CCR5的结合,改变了后者的分子构象,使其处于艾滋病毒非敏感状态,从而实现阻断它与病毒结合的功效。吴蓓丽告诉记者,艾滋病毒的一些变异种对“马拉维若”具有抗药性,因此,就像《科学》杂志撰稿编辑He-len Pickersgill博士所说,这位中国女科学家的成果“将帮助人们更好地理解一些病毒是怎样变得对‘马拉维若’具有抵抗力的,并会促进更好的药物设计”。
值得一提的是,艾滋病毒攻击人类免疫系统的另一个“入口”——CX-CR4共受体的三维结构也是由吴蓓丽破解的。 2010年,当时在美国Scripps研究所做博士后的她解析了CXCR4的晶体结构,论文也发表于《科学》杂志。“CXCR4和CCR5都属于G蛋白偶联受体,目前40%的上市药物的作用靶点来自这类受体。 ”Scripps研究所的雷蒙德·史蒂文斯教授说道。
谈到这一成果的后续研究,中科院上海药物所副所长蒋华良表示,该所正组织团队联合攻关,开展基于结构的药物设计,目前已获得数种抗艾滋病毒感染的先导化合物,其抗病毒功效优于“马拉维若”。“我们打算和国内外制药企业合作,争取开发出疗效更好的艾滋病新药。当然,药物研发具有不可预测性,我们不能给出这项研究的时间表。 ”