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由于在RNAi机制研究中的贡献,安德鲁法厄与克雷格梅洛获得2006年度诺贝尔生理及医学奖。今天,科学家根据这一RNAi机制开发的抗病毒RNA药物,或许可在人类抗击埃博拉病毒之战中发挥关键作用。
最近美国和加拿大科学家联合研究发现,采用siRNA可成功治愈感染马尔堡病毒多日的猕猴,马尔堡病毒和埃博拉病毒都属于丝状病毒,都是引起病毒性出血热的元凶,这一发现给人们对克服正在西非肆虐的埃博拉病毒带来了新的希望。8月20日,这一研究发表在《科学转化医学》上。
siRNA是小分子干扰核糖核酸(RNA)的简称,siRNA的基础是RNA干扰现象,RNA干扰是指一种分子生物学上由双链RNA诱发的基因沉默现象,其机制是通过阻碍特定基因的翻译或转录来抑制基因表达。当细胞中导入与内源性mRNA编码区同源的双链RNA时,该mRNA发生降解而导致基因表达沉默。RNAi在基因沉默方面具有高效性和简单性,是基因功能研究的重要工具,也成为开发药物新模式。在疾病治疗方面,双链小分子RNA或siRNA已被用于临床测试用于几种疾病治疗,如老年视黄斑退化、肌肉萎缩性侧索硬化症、类风湿性关节炎、肥胖症等。在抗病毒治疗方面,帕金森病等神经系统疾病已经开始采用RNA干扰疗法。肿瘤治疗方面也取得了一些成果。
由于RNA不容易进入细胞,研究采用脂质纳米材料对这些RNA包裹,然后给患病动物注射。研究中选择的siRNA主要是具有阻止病毒基因复制的作用。研究中研究人员把16只猕猴平均分成4组,然后给这些动物感染安哥拉型马尔堡病毒,病毒感染30-45分钟、1、2和3天(4个组)后,分别使用这种siRNA药物治疗。病毒感染第3天,猕猴已经表现出典型的病毒性出血热患者特征。西非扎伊尔型埃博拉病毒的病死率只有55%,但是马尔堡病毒安哥拉型病毒株是毒性极强的类型,致死率高达90%,从临床表现上,马尔堡病毒和埃博拉病毒并无区别。这一研究结果发现,16只接受治疗的猕猴全部存活,对照组猕猴则在感染第7-9天内全部死亡。
研究负责人得克萨斯大学Thomas Geisbert教授说,新药可用于治疗所有类型的马尔堡病毒,他们也曾用类似药物有效治疗感染了扎伊尔型埃博拉病毒的猕猴,因此这项技术可能有抗埃博拉病毒的潜力。他们的合作企业、加拿大特克米拉制药公司已经开始用此药物应对埃博拉病毒的人类临床试验。
马尔堡病毒和埃博拉病毒都属于丝状病毒家族,均包括多种类型,其中一些类型会导致出血热,致死率很高。目前对这两种病毒尚无有效的治疗及预防药物和疫苗。WHO最近认为试验性药物用于人类埃博拉病毒感染符合伦理学原则,但要求必须有灵长类动物实验证明有效,最近这一研究已经符合这一原则,而且siRNA类药物已经进行了许多临床研究,如果人类患者能获得和这一研究中对猕猴病毒感染类似效果,那么将十分令人激动。
Geisbert说,虽然过去研究证明埃博拉病毒感染后30分钟给予这种siRNA药物能有效治疗,但并不清楚是否感染后数日依然有效,他的研究小组下一步将继续深入研究,目前缺乏研究经费是一大制约因素,另外一个困难是FDA因为安全性原因已经停止了该药物的下一步临床研究。但是FDA 8月7日说这种药物能用于埃博拉患者。
2名美国埃博拉患者使用ZMapp治疗后获得痊愈,但使用ZMapp治疗的一名西班牙牧师没有活下来。今年3月,美国过敏和感染性疾病研究所资助Geisbert等研究人员2600万美元,研究siRNA和ZMapp联合治疗埃博拉的效果。
RNA干扰(RNAinterference, RNAi)是指在进化过程中高度保守的、由双链RNA(double-strandedRNA,dsRNA)诱发的、同源mRNA高效特异性降解的现象。由于使用RNAi技术可以特异性剔除或关闭特定基因的表达,所以该技术已被广泛用于探索基因功能和传染性疾病及恶性肿瘤的基因治疗领域。
RNAi不仅是技术,而且是生理现象,2013年10月《科学》同期报道两组科学家的同类发现,RNAi在高等哺乳动物细胞水平上也具有抗病毒作用。过去曾经在植物和低等无脊椎动物发现此现象,这一发现具有重要意义。从本质上讲,RNAi可以选择性阻断目标基因的表达,具有抗病毒的作用正是情理当中。
原文:
Emily P. Thi, Chad E. Mire, RaulUrsic-Bedoya, Joan B. Geisbert, Amy C. H. Lee, Krystle N. Agans,MarjorieRobbins, Daniel J. Deer, Karla A. Fenton, Ian MacLachlan, and Thomas W.Geisbert. (2014)Marburg virus infection in nonhumanprimates: Therapeutic treatment by lipid-encapsulated siRNA. Sci Transl Med., 2014August; DOI:10.1126/scitranslmed.3009706
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