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2018-01-16 12:49
医药前沿 2018年5期
关键词:内酯蚊子细胞

疫苗是提升全球健康的合算方案

国际疫苗研究所所长金瀚植接受韩国媒体采访时说,疫苗是提升全球健康的合算方案,并呼吁国际社会与制药企业携手为人们提供安全与负担得起的疫苗来抗击传染病。

联合国开发计划署于1997年在韩国首尔创立了国际疫苗研究所,它是全球唯一一家为贫困人口开发廉价疫苗的国际研究机构。金瀚植在研究所运营20周年之际接受韩联社采访时说道,药物当然是提升全球健康的一种方案,但疫苗是更为划算的方案。

金瀚植指出,疫苗每年可以帮助预防200万至300万人的死亡。国际疫苗研究所曾于2011年研制出霍乱疫苗,主要供给发展中国家,其中大多数位于非洲。然而研发一种疫苗需要在至少10年的时间里持续投入资金和人力,因此制药巨头是研发疫苗的先锋。

金瀚植认为,人们应该重视中东呼吸综合征、拉沙热等新兴疾病疫苗的研发。很多决策者以为,一些疾病并不会影响到自己的民众,就对这些疾病不予重视,但实际上“病毒和我们只隔着一架飞机”。

国际疫苗研究所目前正在和美国比尔和梅琳达·盖茨基金会、韩国三星基金会等非营利组织合作,由这些非营利组织注入基金,帮助科学家将实验室的候选疫苗投放市场。金瀚植呼吁更多国家、大企业和公众能够投入资金、人力等资源帮助该所研发疫苗。

科学家“解码”艾滋病病毒如何增殖

多国科学家在美国《国家科学院学报》上发表报告说,他们运用计算机模型“解码”了艾滋病病毒在细胞间传播的未知细节,有望为开发抗艾药物找到新方法。

艾滋病病毒增殖的“诀窍”是迫使细胞在细胞膜上形成囊膜供病毒容身,囊膜脱落被称为出芽,出芽后病毒体进入其他细胞展开复制,阻断这一早期过程是治疗艾滋病的一种可能方法。

北京大学和美国芝加哥大学等机构的研究人员建立了一个“粗粒化”计算机模型,揭示了一种名为H1V-1Gag的蛋白质在细胞膜上可能的构象。这种蛋白是病毒的主要组装蛋白,参与了出芽,但科学家一直难以运用实验手段获得分子层面上组装过程的清晰影像。

研究人员选择在计算机中构造了这种蛋白的缺失部分,通过调试参数最终发现,这种蛋白利用病毒核糖核酸和细胞膜作为“脚手架”自行组装起来。研究人员还发现,小核糖核酸可以抑制这种蛋白组装。

论文作者、北京大学工学院生物医学工程系陈匡时说:“借助计算机模型,可以模拟显微镜手段无法分辨的过程,且方便调试或增减参数。”通过计算机构建复杂的分子过程,医生可以在实验数据的基础上进一步预测药物效果。

论文通讯作者、芝加哥大学教授格雷戈里·沃斯在一份声明中说:“一旦抓住Gag蛋白组装过程的弱点,就有望阻断病毒增殖。这展示了现代计算机模拟的力量。”

新研究发现慢性肝炎致癌机理

一个国际研究小组最新发现,慢性肝炎会抑制机体免疫系统对抗癌症,使肝癌细胞的发生和扩散成为可能。这一发现将有助人们更好地理解肝癌的形成机理,改进相关抗癌方法。

很多癌症都是由慢性炎症引起的,特别是肝癌,但其中机理尚不明朗。多年来,研究人员一直认为,炎症可直接影响肝癌细胞,刺激其分裂,助其生长扩散。

美国加利福尼亚大学圣迭戈分校、中国暨南大学、澳大利亚阿德莱德大学等机构研究人员在英国《自然》杂志上报告说,他们在涉及实验鼠和人类患者的研究中发现,慢性肝炎会引发一种名为IgA+的细胞聚集,而这种细胞表达的PD-L1蛋白会抑制人体免疫系统识别和攻击新出现的肝癌细胞,帮助癌细胞不受阻碍地生长扩散。

研究人员在针对患有非酒精性脂性肝炎的实验鼠进行研究时发现,使用药物或基因工程方法抑制PD-L1蛋白后,免疫系统恢复正常,开始对抗、清除肿瘤细胞。

先前已有研究显示,抑制PD-L1的受体可调节免疫系统,起到抗癌作用。研究人员说,新研究不仅揭示了慢性炎症的致癌机理,还有助解释为何抑制PD-L1受体的药物可用于治疗肝癌。

吃素喝咖啡远离心脏病

少吃肉,多喝咖啡。两项新研究表明,这是降低心脏病风险的秘诀。

心力衰竭是一种渐进性的疾病,它是指心脏不能泵出身体所需要的足够血液。这会导致向身体其他部位传递的氧气和营养更少,从而导致死亡。

美国纽约西奈山医院的Kyla Lara和团队分析了年龄在45岁以上的1.5万多人的饮食和心脏健康数据。他们发现,以前被诊断出心脏病或心功能衰竭的人如果坚持食用由水果、蔬菜、豆类、全麦和鱼类等构成的大部分食物,那么他们因心力衰竭而住院的风险比那些以吃肉类和加工食品为主的患者低28%。

研究人员在前不久于加州阿纳海姆举行的美国心脏协会会议上报告了这一成果,不过该结果来自于观察,并未表现出因果效应,但Lara表示,它与其他的研究结果相一致。“吃更多素食和更少加工食品的人会摄入更少的纳,该元素据认为会增加高血压和心脏病风险。”她说。

当天的会议报告还认为,喝咖啡与低心脏病风险相关。在对1.7万名年龄在44岁及以上的人进行分析后,科罗拉多大学的Laura Stevens和团队发现,与不喝咖啡的人相比,每周喝一杯咖啡的人患心力衰竭的风险低7%。

Stevens说,现在尚不明确咖啡为什么会降低心脏病风险。“我们还不知道是咖啡摄取本身还是其他行为在起作用。”她说。例如,喝咖啡的人可能有着更加健康的生活方式。

这些发现还与今年早些时候另外两项研究结果相一致,此前的研究发现,喝咖啡似乎会明显降低心脏病致死的风险。

科学家提倡乳腺癌单细胞诊断

在发表在《癌症趋势》杂志上的一篇文章中,两位研究人员称,乳腺癌患者可能从其肿瘤内不同细胞的分子亚型中受益。虽然乳腺癌通常被视为一个整体进行治疗,但人们越来越对这样的理论达成共识,即肿瘤中的癌细胞可以有多个起源,并能对治疗做出不同反应。因此,作者主张开发更精确的诊断测试,以甄别肿瘤细胞间的分子不规则性。

“乳腺肿瘤是活动的目标,因为它们是‘多面手’。如果你使用能针对一种亚型的疗法,那只能杀死一种乳腺癌细胞,而其他类型的乳腺癌细胞亚型则在扩散。这样一来,治疗就失败了。”美国辛辛那提大学医学院癌症生物学家Jun - lin Guan说。他与博士后研究员Syn Kok Yeo合作撰写了这篇文章。

乳腺癌细胞有不同的分子标记类型,其中一些能在其表面被发现,医生可以通过测试了解患者的癌症特征,并设计出最佳的治疗策略。例如,乳腺癌HER2 +亚型患者的预后通常比腔内A型肿瘤差,这主要取决于细胞繁殖速度有多快。通常研究者会取出样本并筛选最普遍的标记,但Guan和Yeo的分析显示,可能有重叠的亚型被忽视了。

他们提倡将诊断检测与单细胞技术结合。单细胞技术专注于单个细胞而不是一个集合。然而目前单细胞检测十分昂贵,且需要专业知识,所以很难用于常规筛查。

“我们正在谈论的问题仍然没有广泛应用在实践中,在癌症基础研究和临床诊断之间仍有差距。”Guan说,“然而,单细胞技术发展非常快,所以在将来可能被广泛使用。”

研究人员提出,因为一小部分乳腺癌细胞保留了许多干细胞样的品质,从而保留了易改变的能力,因此肿瘤内存在不同的乳腺癌亚型。这已经在人类癌症细胞和啮齿动物研究中被观察到,但尚未在患者身上证实。而单细胞分析可以评估这个问题在人类中是否常见。

新系统让盲人感知烟火表演

视力受损者会错过烟火表演。不过,一个新的原型系统可让他们通过触觉感知烟花的燃放。

由来自瑞士苏黎世迪士尼研究所的Paul Beardsley创建的“感知烟火”系统,依靠5个可从大屏幕后面发射不同水模式的喷水飞机。由此产生的振动会模拟正在扩散的光点。用户可将手放在屏幕上感知。

“对于火箭来说,人们能感觉到在触摸屏上向上穿行的振动脉冲,并且在顶端产生更强烈的爆炸振动。”Beardsley介绍说,对于轮转式五彩焰火来说,振动以螺旋模式移动。“我们想让盲人、视觉受损者和近视的人都能尝试‘感知烟火’系统,并且带着对夜晚烟花表演的愉快记忆离开。”

该系统在瑞士盲人和视觉障碍者协会的帮助下设计而成。“不过,设计本身仅在视力正常的人群中进行了测试。或许该团队下一步的任务将是在盲人用户中测试它。”来自苏塞克斯大学的Sriram Subramanian表示。

疟原虫让蚊子更有可能吸人血

一项研究发现,当蚊子在携带疟疾时,似乎更喜欢吸人血。这是寄生虫指挥宿主行为的又一个明显例子。

自然界中充满了寄生虫操控其寄居的生物体以达到自身目的的故事。比如,眼吸虫会让鱼游到接近水面的地方,从而使其被鸟类抓住。有些黄蜂幼虫生活在其他黄蜂体内并将其变成“僵尸”。臭名昭著的弓形虫寄生虫会让啮齿类动物变得无所畏惧,从而使其被猫吃掉并且还可能引导人类作出一些危险的行为。

单细胞的镰状疟原虫依靠蚊子传播,但它只能在人类以及小部分类人猿身上繁殖和发育。如果蚊子将其携带至牛或羊的身上,它就会死路一条。

因此,镰状疟原虫会耍很多花样来帮助延长自己的生命。受到感染的人类会对蚊子更有吸引力。感染了未成熟阶段疟原虫的蚊子进食变少,以便远离危险。而感染了处于可传播阶段的疟原虫的蚊子进食变多。

来自布基纳法索博博—迪乌拉索卫生科学研究所的Amélie Vantaux和同事想知道,处于感染 阶段的寄生虫是否也可能驱使蚊子更多地寻找人类宿主,而非其他食物来源。

他们在该国3个农村地区设置了陷阱,并且放上分别带有人类和牛犊气味的诱饵。研究人员分析了蚊子肠道中的血液,以测试疟原虫的存在并且确定它们曾以哪些动物为食。

蚊子的感染状况并未影响它们会被哪个陷阱吸引,但似乎同蚊子曾咬过哪种动物存在关联。在携带处于感染期的疟原虫的蚊子中,77%曾以人类为食。在携带处于非感染阶段的疟原虫的蚊子中,这一比例为64%。未受感染的蚊子叮咬过人类的比例基本相同,为61%。

由于测试并未发现对蚊子的气味偏好有影响,肯定有一些其他影响来解释为何蚊子叮咬人类的倾向会增加。Vantaux表示,当蚊子依靠视觉或其他感觉信息寻找目标时,或许寄生虫会影响它们的近距离行为。又或者,这可能改变了它们对栖息地的选择或者活动模式。“它们或许在叮咬人类后在屋子里呆的时间更长。又或者,受感染蚊子将活动高峰期调至更容易接近人类的时候。”

高压氧疗法或可修复大脑损伤

一项发表于《人类神经科学前沿》杂志的研究发现,吸入纯氧或能在脑震荡发生多年后修复大脑损伤。

脑震荡在接触性运动和士兵中很普遍。大多数人会在短暂时间的意识不清或者失忆后恢复,但也有5%的人经历诸如头疼、情绪改变、睡眠障碍和认知问题等长期症状。这被称为脑震荡后症候群。

例如,前美国国家橄榄球联盟运动员Ryan Miller在今年公开了其同偏头痛、抑郁、记忆丧失和癫痫作斗争的经历。这些病症在他从联盟退役后持续了2年。

这些神经系统症状之所以会出现,是因为对头部的撞击损伤到大脑中的微小血管。这使氧气更难到达,从而无法为脑细胞提供养分。

来自以色列特拉维夫大学的Shai Efrati和同事一直在研究高压氧疗法能否对该疾病有所帮助。该疗法涉及坐在高压室内并且呼吸100%的氧气,以增加血液中溶解的和流入大脑的氧含量。

在一项于2013年发表的研究中,科学家发现,40个高压氧疗程(每次持续1个小时)能显著改善56名患有脑震荡后症候群的病人的认知功能和生活质量。他们是在车祸、摔倒、遭到攻击或其他非军事性伤害后出现这些症状的,并且这些事故最早发生在6年前。

如今,研究人员利用核磁共振成像分析了高压氧如何产生这种治疗效果。研究发现,在15名于6~27个月前受到头部损伤的患者中,该疗法能刺激血管和神经纤维再生。“一旦额外的氧气渗入受损区域,它会提供能量,再生过程便会发生。”Efrati表示。

不过,利用高压氧治疗脑震荡后症候群颇具争议性,因为一项在2015年发表的大规模军队试验称,该方法并没有效果。

心脏病可能与口腔细菌有关

心脏疾病与动脉血管中的脂肪栓塞有密切关系。但一项新研究显示,脂肪分子不仅来自食物,还可能来自口腔中的某种细菌。这一发现可以解释为什么牙周疾病经常与心脏疾病相关。

心脏病和中风都由动脉粥样硬化引发。在动脉粥样硬化的过程中,动脉血管渐渐被一种名为“脂质”的脂肪物质堵塞而变硬。长久以来,人们认为脂类源自我们摄入的高脂肪高胆固醇类食物,例如鸡蛋、黄油、高脂鱼类和肉类等,但无法解释为什么有些人吃很多这样的食物也不易患心脏病。日前,美国康涅狄格大学研究人员在新一期《类脂研究杂志》上报告说,他们可能部分解开了这个谜团。

在对动脉粥样硬化患者的病灶样品进行化学分析后,研究团队发现了一种特殊的脂类。这种脂类分子与普通哺乳动物体内脂类的化学组成明显不同。研究人员认为它们属于一种特定的细菌家族。

“我把它们称为油脂细菌,因为它们会产生很多脂质。它们不停地产生大量葡萄串状的微小脂质泡。”康涅狄格大学牙周病专家弗兰克·尼科尔斯说。

一般情况下,这种细菌只在口腔和胃肠道中保持活跃。在合适环境中它们可能会引发牙周疾病,但不会侵蚀血管。不过,它们所产生的脂质却能轻易穿过细胞壁进入血液中。尼科尔斯认为,这种细菌脂质和人体原生脂质的化学差异也许是导致心脏疾病的原因。

平时免疫细胞依附在血管壁上,当免疫细胞把这种细菌脂质当成入侵物时就会作出反应并发出警示信号。当组成血管壁的平滑肌细胞发生变化时,血管壁就会发炎和增厚,造成肿胀和分裂,形成斑块、栓塞和疣状增生,导致动脉粥样硬化。

下一步,研究人员计划通过分析动脉粥样瘤切片来确定这种细菌脂类聚集的部位。如果他们能证实这种细菌脂类是在动脉粥样瘤内而不是在普通的血管壁上聚集,就可以得到它们与动脉粥样瘤相关的有力证据。

细胞体外“上学堂” 器官移植“不认生”

器官移植手术成功就代表一劳永逸了吗?不,排异反应才是患者需要面对的终极敌人。南京医科大学王学浩院士团队开展的“器官移植术后免疫诱导治疗”,可以“训练”器官“不认生”,让患者无需终生服用抗排异药。

免疫系统是人体的“武装力量”,其最大特点就是能辨认“敌我”并清除“敌人”,保护自己。但在器官移植过程中,植入的异体器官同样会被这支军队识别为“入侵者”而加以攻击,引起移植排异反应。

“一般情况下,活体肝移植术后的患者前几年每年要花费数万元在免疫抑制药物上,即便过几年进入稳定期,一年也需1万元的药物费用。”王学浩院士团队古鉴博士说,长期服用免疫抑制药物还会对患者的肝肾功能产生损害。

他们研究的“器官移植术后免疫诱导治疗”,提取患者自体细胞并在体外培养,“训练”它们“不认生”,教会它们认识植入器官以后,再回输到患者体内去管控战斗部队。原理在于,人体的免疫系统中存在着一种调节性T细胞,其作用相当于“宪兵部队”,管控着人体免疫系统这支“战斗部队”。通过对患者自体细胞进行体外培养,生成“认识”捐献器官的、“私人定制”的调节性T细胞,再回输到患者体内,则可以使人体对移植物“认异为己”,避免排异反应,从而解除患者终生服用免疫抑制药物的痛苦。

截至目前,Ⅰ期临床17例患者进入全面免疫抑制药物减量阶段,部分患者已实现临床撤药,一般持续治疗一到两年左右,患者就有望彻底摆脱免疫抑制药物。据悉,这种方法还可用于治疗许多自身免疫性疾病,例如红斑狼疮、Ⅰ型糖尿病、关节炎等。

“吃辣减盐”有了科学依据

吃辣能减少盐的摄入?这个问题的答案在陆军军医大学全军高血压代谢病中心主任祝之明面前是肯定的,他所率领的研究团队,探索出了“吃辣减盐”的科学机制。

“根据我们的前期研究发现,辣椒中的主要成分辣椒素具有轻度降压、减肥及抗动脉粥样斑块等心血管代谢保护作用,这为指导民众健康膳食及心血管代谢病防治提供了科学依据。”祝之明说。

我国流行病学调查资料也显示,膳食嗜辣的西南地区尤其重庆人群,其冠心病和高血压的患病率普遍低于北方。祝之明科研团队大胆假设:“是不是重庆等西南地区居民,因经常食用辣椒食物,影响了人们感知咸味的味觉,导致南北方居民摄盐量的差异?”为证实上述假设,科研团队在全国南北方四个城市(沈阳、济南、成都以及重庆)开展了人群摄盐量及盐味觉的人群调查,证实了喜欢吃辣人群对咸味的敏感性明显增高,摄盐量显著降低(每日减盐量达2.5克),同时具有更低的血压水平。

到底是什么原因导致吃辣人群摄盐量减低的呢?祝之明团队从人群研究与动物实验两方面着手,进一步研究盐味觉与辣感觉在大脑中枢交互调控的机制。他们发现,受试者的舌头在感受不同浓度盐溶液时,PET/CT扫描显示其大脑的岛叶、眶额叶脑区的代谢活性强度与盐溶液浓度显著相关。而通过在低浓度盐溶液中添加极低浓度的辣椒素时——即并不会产生明显辛辣感,上述脑区的代谢活性强度明显增强,甚至强于高浓度盐溶液的作用。结果提示,辣椒素对盐味觉中枢有显著影响。

“目前全球限盐措施执行效果依从性不好,很难使日常摄盐量达标。我们的研究揭示了在烹饪时添加辣味制品,不仅可增加鲜香感,而且可增强咸味觉,从而减少用盐量。”祝之明说。由于他们从新的角度发现了“独特的”减盐措施,这一研究成果已在美国心脏协会的核心期刊《高血压》杂志发表。

人工构建酵母工程菌能够自动化合成内酯化合物

愈创木烷型内酯具有诸多药用活性,很多这类化合物具有较强抗癌功效,此类化合物分子结构中的内酯基团是其活性基团。中国科学院武汉植物园科研人员揭开了内酯基团形成的神秘面纱,发现人工构建的酵母工程菌能够自动化合成内酯化合物。

愈创木烷型内酯类化合物在植物中通常只有万分之几的含量,如此低含量的合成限制了该类化合物的开发利用,但由于其显著药用价值,部分该类化合物仍然被用于临床抗癌实验,比如人们从地中海地区的毒胡萝卜中分离出毒胡萝卜素,其衍生物已被开发成治疗前列腺癌的药物。

此类化合物分子结构中的内酯基团决定了其药用价值。为了进一步解析内酯内部结构的内酯基团的形成机制,中国科学院武汉植物园天然产物合成生物学学科组,利用菊科植物旋复花为研究材料,借助转录组测序技术揭开了内酯基团形成的神秘面纱。

研究发现,此种活性基团形成是利用吉马烷型化合物大根香叶烯A酸为底物,然后在特种细胞色素的作用下形成羟基,经过脱水最终形成内酯基团。特种细胞色素基因的分离为内酯化合物的人工合成提供了可能。

为了探讨人工酵母合成内酯的可能性,研究人员将这一特种细胞色素基因导入了酵母细胞,结合大根香叶烯A酸合成通路的引入,发现人工构建的酵母工程菌能够自动化合成内酯化合物,这为相关制药的开发利用提供了更多可能。

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