生物密探中外讲座回顾/第一期：人体可清除和不可清除的病毒
2024/1/20 生物密探
生物密探 iSpyBio
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活动介绍
主办方：生物密探 iSpyBio
赞助商：英国剑桥 Biorbyt Ltd.
浙江玉安康瑞生物 YK Biotech
活动计划：此次活动是由《生物密探》公众号主办，英国剑桥biorbyt生物技术公司和浙江玉安康瑞生物科技有限公司联合赞助的国际科学公益讲座。我们将定期邀请国内外知名高校和研究机构不同领域的学者，进行科学探讨讲座。每次讲座将分为嘉宾主讲和会后提问讨论两个环节，欢迎大家积极参与。
讲座主旨：学习探讨科学前沿，挖掘探索生物奥秘。
第一期回顾
3月26日周五，2021生物密探中外讲座第一期中，我们荣幸地邀请到了剑桥大学病毒学博士任宇丹，为我们进行“人体可清除和不可清除的病毒”的主题讲座。
一、主持人介绍任宇丹博士
任宇丹博士本科毕业于华东师范大学生命科学学院，2004年在中国科学院上海药物研究所开始从事新型抗乙肝病毒药物的相关工作开始进入病毒学研究领域，任博士在剑桥大学病理系获得病毒学博士学位后，成为了Medical Research Council (MRC) Career Development Fellow，就职于拥有17位诺奖得主的“诺奖工厂”Laboratory of Molecular Biology(LMB)继续奋战在病毒学以及病毒抗体新功能的研究和应用开发。
在这期间任博士与LMB团队一起申请了一项国际专利，一项MRC内部专利，并且在关注抗病毒功能研究的团队中，首次提出了把抗体胞内功能从抗病毒转型于细胞内源蛋白降解的课题，把抗体细胞内新功能带入到阿斯海默症等神经疾病研究领域。她目前的主要工作在英国灯塔实验室新冠检测前线，同时为英国创新局基金支持的CodiKoat公司开发抗病毒产品提供技术支持，此项工作受到了英国卫生部长Matt Hancock的关注，曾在BBC晚间新闻报道。
二、任宇丹博士主讲
任博士首先简单介绍了自己板寸头发型的缘由。任博士在英国疫情封锁期间，发起为英国癌症研究中心(Cancer Research UK)进行的筹款活动：“Brave Shave”而剃发，以此纪念她2005年双双病逝于癌症的父母亲。任博士表示在疫情期间也要继续支持癌症研究工作，希望能提醒大家对癌症患者们的关注，关心他们的艰难生活，呼吁健康的生活方式，携手抗击癌症!
通过这次讲座任博士希望能让大家对病毒潜伏期(virus latency，此“潜伏期”有别于临床上病毒感染后的潜伏期eclipse)有基本的了解。人体中有些病毒具有潜伏期，但有些病毒并不具备潜伏期。
任博士先介绍了4种病毒在电镜下的状态：流感病毒Flu (Influenza)、 人类免疫缺陷病毒HIV(Human immunodeficiency virus，俗称艾滋病病毒)、单纯疱疹病毒HSV(Herpes simplex virus)和冠状病毒COV (Coronavirus)。大部分病毒粒子(如Flu、HIV和COV)约为100nm，而单纯疱疹病毒(HSV)则是较复杂的大型病毒粒子，有200~300nm。病毒大部分都呈球状，电镜下观察到的基本都是圆形的病毒横截面。但是流感病毒在电镜下可观察到各种形状如圆形、椭圆形、不规则形，甚至有时候是长条状，说明这种病毒在自然条件下可能发生形态变化，也可能是实验人员在制备电镜病毒样本时候导致其形态发生变化。
冠状病毒Coronavirus这个名称来源于拉丁文“Corona”(英文“Crown”，皇冠)，因为在早期透视电镜下的病毒截面很像一个镶了一圈珠宝(病毒粒子表面刺突蛋白)的皇冠。冠状病毒感染后，电镜下的组织切片可以观察到在细胞表面和细胞膜结构中都充满了病毒粒子。
流感病毒
根据世界卫生组织的统计，引起普通感冒的病毒有200多种，最常见的是Rhinoviruses。Rhino来源古希腊语，为nose鼻子的意思，顾名思义Rhinoviruses就是指通过鼻腔呼吸道进入体内引起感冒的病毒。其次是Respiratory syncytial virus (RSV) (呼吸道合胞病毒)，常见于婴儿以及儿童的呼吸道感染。还有就是Coronavirus(冠状病毒)和Adenoviruses(腺病毒)等。
季节性的流感病毒主要是两种Influenza A和B，这些季节性流感病毒可以通过空气、飞沫和近距离接触发生人传人现象。
流感病毒与冠状病毒一样，都是是RNA病毒，但是与冠状病毒不同的是流感病毒的基因组分为8段，而不是一整条RNA链。外层包裹着脂质膜，膜上有许多表面蛋白，最著名的便是hemagglutinin(HA，血凝素)和neuraminidase(NA，神经氨酸酶)，流感病毒常以这两种蛋白进行分类，比如H1N1和H5N1。流感病毒基因组变异很高，除了因为是RNA病毒外，更主要的原因是其8段RNA链可进行重组而产生许多种可能性的新病毒株，新的病毒株不一定具有更高的致病性。
所以流感疫苗每年都需要更新，世界卫生组织会跟踪不同国家不同人群流感病毒特性，分析每年的病毒株分布数据后给北半球国家当年的疫苗设计提供参考。临床数据显示，一个感染了流感病毒的病人，约3年后会有可能再次被同一病毒株感染致病，也就是说毒株在3年时间里积累的变异可以再次导致在同一个宿主体产生感染和病症。
冠状病毒
由新冠病毒(SARS-COV-2)引起的疫情已经持续1年多了。和流感病毒一样，冠状病毒COV也是一种RNA病毒，基因组由一条RNA链组成，与和N蛋白(Nucleoprotein)一起被一个磷脂双分子层的质膜包裹。膜表面有刺突S蛋白(Spike glycoprotein)，S蛋白之间还嵌合着一些E蛋白(Envelope small membrane protein)。虽然经过过去一年多的研究我们对新冠有了长足认识，但是数据仍然较少、较新，特别是药物研发和疫苗相关的临床数据，全球科学家和医药行业都在继续努力，希望可以研制出更多种新冠疫苗和药物。
SARS-COV-1和SARS-COV-2传播上的主要不同在于，前者是局部爆发，而后者是全球流行。任博士还通过举例去年12月英国报道的新冠变异株B.1.1.7的发现经过，从病毒学角度解释在某地发现新的病毒株，并不意味这个新毒株就来源于该地。
现有新冠疫苗的介绍(已认证)
1. RNA疫苗
● BNT162b2 德国生物新技术公司/辉瑞
● Mrna-1273 莫德纳 美国
这两种都是RNA疫苗，通过纳米技术将编码新冠病毒S蛋白的mRNA包裹在脂质纳米颗粒中，再大剂量地打入人体中，编码S蛋白的mRNA通过人体细胞内表达成S蛋白而刺激人体产生免疫反应。
2. 病毒载体疫苗
● ChAdOx1/AZD1222(Covidshield) 牛津/阿斯利康 英国
● JNJ-78436735/Ad26.COV2S 强生 美国
● Sputnik V/ Gam-Covid-Vac 加马列亚(卫星V)俄罗斯
这三种都是基于腺病毒载体的疫苗，通过把新冠病毒S蛋白的基因整合到腺病毒载体的基因组里，腺病毒载体将S蛋白的基因递送到人体细胞内进行S蛋白的表达而产生机体免疫保护力。
3. 病毒蛋白-纳米颗粒疫苗
● NVX-CoV2373 诺瓦瓦克斯医药 美国
这属于蛋白制剂疫苗，在体外表达刺突S蛋白，纯化后将S蛋白与纳米材料混合制成纳米颗粒，打入人体后由S蛋白刺激产生免疫保护。该疫苗不涉及病毒基因在体内再表达，效果比较直接。
4. 灭活病毒疫苗
● CoronaVac 科兴生物 中国
● BBIP-CorV 国药集团 中国
这两种属于全病毒灭活疫苗，通过把新冠病毒进行化学灭活，使病毒无法复制，但病毒所有的蛋白质均保持完整，打入体内后病毒的蛋白质可直接产生机体免疫保护力。
任博士表达在以上所有疫苗中，她个人会把中国的两种全病毒灭活疫苗排在首位。因为病毒灭活疫苗起源最早研究最成熟，而且灭活的全病毒包含病毒所有蛋白，打入体内可引起的免疫反应更全面，理论上预计可产生更强的保护力。灭活病毒疫苗的研发和生产对设备和人力要求很高，至少需要3级甚至4级生物安全柜来研制、生产，在英国以及很多其他国家都没有这个条件生产大批量新冠灭活疫苗。
单纯疱疹病毒
流感病毒和冠状病毒感染后都可以被人体完全清除，但是单纯疱疹病毒一旦感染就是终身携带，没有任何一种药物或者免疫系统可以完全清除这种病毒，因为这个病毒以潜伏状态(Latency)在人体中长期共存。
据统计全球80%以上的人都具有单纯疱疹病毒(HSV)，HSV一般在人体内处于潜伏期，藏在中枢神经系统细胞里的。当人体免疫系统降低或者出现一些疾病需要抑制免疫系统进行治疗时，HSV就会被重新激活，顺着神经细胞末梢到达表皮细胞引起激烈的感染反应，比如I型的HSV主要在唇部和脸部等引起感染而导致口疮出现。
艾滋病毒
艾滋病毒(HIV)也是具有潜伏期的一种病毒，巨噬细胞、神经胶质细胞，T细胞，星状细胞和树突状细胞都可以成为HIV的潜伏地。藏在以上这些免疫细胞的HIV可出现3种状态：(1)HIV的一段基因组整合到细胞基因组，仅仅表达病毒蛋白不产生病毒粒子；(2)HIV在细胞内除了表达病毒蛋白还可以产生成熟的病毒粒子，这些病毒粒子可以继续感染新的宿主；(3)HIV潜伏在细胞里不做反应，但一旦宿主免疫力低下或者细胞出现特殊情况，HIV就会激活进行蛋白表达，合成病毒粒子，感染新的宿主。艾滋病毒疫苗的研究之所以困难，就是因为HIV存在潜伏期，在宿主体内就可以改变蛋白表征，合成多种不同的病毒蛋白，是抗体型疫苗靶标设计的巨大挑战。
任博士还分享了自己对于病毒和宿主关系的理解，在成千上万年的历史进程中，病毒一直在入侵宿主，而宿主也在努力地抵抗病毒。双方一直在斗争，却又在一直进化使本身变得更强。如果病毒和宿主停止了斗争，彼此促进的进化也就停止了。人类基因组测序完成后，认知至今科学家发现人体内8%的序列是来源于病毒，在漫长的进化中人类体内已经接触并遗留了不少病毒序列，堪称我们人类基因组中的“化石”。
任博士觉得病毒与人体在互相斗争进化出的各种策略就像《西游记》中的孙悟空在天宫学的72变，又利用72变进行大闹天宫，病毒与宿主之间共存又斗争的策略也如地煞72变般千变万化。所以在进化中我们会受到病毒的威胁，而在“斗争”中也获得了病毒的帮助而进化。
最后任博士还简单介绍了她之前的工作单位MRC LMB，从1947年建所开始至今已有17个诺贝尔奖获得者，包括著名的DNA双螺旋、单克隆抗体，和最近的冷冻电镜技术都来源于LMB。任博士欢迎有诺贝尔奖志向的研究者们申请去LMB工作和学习。
三、讲座Q&A环节
会议上许多听众进行了提问互动，但是由于时间有限，讲座主持杨群总裁选择了几个代表问题进行了解答：
● 腺病毒疫苗研制的特点？
● 灭活病毒疫苗在国外研发生产的限制因素？
● 重复打疫苗是否会有安全问题？
● 新冠疫苗为什么都选择S蛋白做靶标而不选择N蛋白？
● 带状疱疹病毒是否会引起神经相关的疾病？
● 人类与病毒的进化会往哪个方向发展？
● 人工智能是否可以促进病毒的研究？
想了解更多讲座细节和任博士是如何解答以上问题的请点击以下视频观看讲座全过程：
温馨提示：视频长约1个小时，请在WIFI下观看
赞助商和CRUK筹款简介
本次会议由生物密探(iSpyBio)公众号主办，由剑桥校友成立的英国biorbyt和浙江玉安康瑞生物两家公司联合赞助。
英国biorbyt于2011年成立，专注于生命科学和生物技术领域研究，总部位于英国剑桥，并在中国武汉设立办事处。可向全球提供包括抗体、小分子、ELISA试剂盒、蛋白等几十万种的科研产品和相关专业的技术服务。
浙江玉安康瑞生物科技有限公司于2018年成立，于嘉善上海人才创业园建立了近一千平米的研发中心，组建了先进的分子生化检测研发技术平台。聚焦分子生化检测和新药开发的前沿技术，从事检测技术体系开发、新药早期研发、分子生化检测试剂盒和临床转化医学研发项目，目前拥有10多项分子生化、基因工程、创新医药类发明专利。
CRUK筹款
关于任宇丹博士为英国癌症研究中心(Cancer Research UK)进行的筹款活动页面如下，筹集拯救生命的资金将捐给英国癌症研究中心。 非常感谢您的支持!https://fundraise.cancerresearchuk.org/page/yudans-giving-page
文案：任宇丹，陈小玲
编辑/排版：陈小玲
END
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