历时60年,人类终于看清最早的“冠状病毒”,是如何入侵人体的

老胡懂点星 2025-03-09 15:06:34

这是一项令人瞩目的研究,也是一场跨越六十年的科学追踪。1965年,人类第一次发现hCoV-229E,这是一种最早被记录的冠状病毒,它能感染人类,能引发普通感冒的症状,常常与呼吸道合胞病毒(RSV)一起出现,对新生儿影响尤为显著。然而,人类对它的理解,直到现在,才真正进入“原子级”解析阶段。

靠的是什么?冷冻电子显微镜(cryo-EM),质谱分析(MS),还有一个新武器——GlycoSHIELD。这是2024年才在《Cell》上发表的新工具,由台湾大学与欧洲科学家合作开发,专门用于解析病毒表面的糖基化特征。主导这项研究的是台湾大学的许尚德教授团队,他们成功构建了hCoV-229E的S蛋白与人类受体hAPN结合的分子模型。

hAPN,全称human aminopeptidase N,人氨肽酶N,是hCoV-229E感染人类的关键。这个蛋白质,就像是病毒侵入的“密码锁”,hCoV-229E的S蛋白就是“钥匙”,而现在,这个钥匙插入锁孔的过程,终于被看清了。

终于,看到了。

科学家们发现,hCoV-229E的S蛋白在过去几十年的进化中,表面糖基化程度不断增加,形成了更强的糖基屏蔽效应(glycan shielding)。这意味着,病毒在不断升级伪装,提高对免疫系统的防御能力。换句话说,它变得更难被抗体识别,更容易逃避免疫系统的攻击。

这个糖基屏蔽效应,并不只是hCoV-229E独有。流感病毒的血凝素蛋白(HA)也会增加糖基化,以帮助病毒躲避宿主免疫系统。流感疫苗的研发,就是基于这种糖基变化的规律,每年都要针对病毒变异重新设计。这就意味着,hCoV-229E也在利用类似机制,进行免疫逃逸。

病毒的策略,就是伪装。糖基化的本质,就是给自己披上一层看不见的“斗篷”。

科学家们是如何做到这一点的?核心在于三项技术的结合。冷冻电子显微镜,提供超高分辨率的分子结构;质谱分析,解析糖基化的具体位点;GlycoSHIELD,则是分析糖基屏蔽效应的计算工具。这三者结合,才让hCoV-229E的S蛋白结构、糖基修饰以及与hAPN的结合细节完整呈现。

这项研究发表在《Nature Communications》,不仅填补了hCoV-229E感染机制研究的空白,也为未来研究其他冠状病毒(甚至更广泛的病原体)提供了新的思路。

看懂这件事,需要理清几个关键点。

第一,hCoV-229E是最早发现的人类冠状病毒,但它从未停滞不变。相反,它在不断进化,以提高感染能力和免疫逃逸能力。

第二,糖基化是它的重要武器。病毒表面的糖基化程度增加,会增强糖基屏蔽效应,使它更难被免疫系统发现和中和。

第三,科学家如今能够用原子级别的分辨率解析病毒与宿主受体的结合细节,这对疫苗和抗病毒药物的研发至关重要。

这项研究不仅是对hCoV-229E的解读,也意味着对其他冠状病毒的研究进入了更高精度的阶段。SARS-CoV、MERS-CoV、新冠病毒(SARS-CoV-2),它们是否也经历了类似的糖基化增强过程?免疫逃逸是否遵循相同的路径?如果是,那么疫苗和抗病毒药物的研发,需要如何应对?GlycoSHIELD能否应用到其他病毒的研究中,甚至扩展到细菌、寄生虫等病原体?

这种级别的分子解析能力,正在让人类更深刻地理解病毒、免疫系统以及它们之间的对抗关系。

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老胡懂点星

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