结构生物学解锁新冠肺炎病毒

019新型冠状病毒疫情大流行，目前全球确诊个案已破160万例、逾9万人不治。科学家积极研发疫苗和解药，对新型冠状病毒（SARS-CoV-2）进行研究，首重了解病毒分子间的确切的形状和结构，才有机会研发出解药和疫苗。先前的抗流感药物，例如：特敏福（Tamiflu）和瑞乐沙（Relenza），都是透过解构病毒的方法，才研发成功。因此，科学界对于研发新型冠状病毒解药和疫苗，也抱极度乐观的态度。

新冠病毒病理图 © 网络照片

据上报今天报道说，结构生物学扮先锋，解锁新冠肺炎病毒。消息说，目前科学家已透过结构生物学，了解新冠病毒的棘突蛋白的外观，是药物疫苗研发一大突破。

该报道说，有人声称，抗疟疾和自体免疫疾病的用药奎宁（chloroquine），可用于治疗新冠肺炎。但实际上，并没有任何处方笺对新冠肺炎有实质性的治疗效果。为了抗病毒药物的研发，制药公司针对感染新冠病毒后痊愈之病例，寻找人体产出的抗体。此外，也积极发展适用于健康人体的病毒疫苗，透过使用遗传物质或合成病毒蛋白，希望能启动人体本身的免疫系统，可以自行对抗病毒。其中一些实验性药物和疫苗，已经进入人体实验的阶段。一段时间后，我们可以知道这些药物是否有效。但可以肯定的是，目前仍需要投注大量的资金和时间，直到新冠病毒药物和疫苗研发成功。

就结构生物学提供新冠病毒研究方法，该报道称，结构生物学能让我们看见奈米尺寸的分子，例如DNA，RNA和蛋白质。 目前科学家使用X射线晶体学，和低温电子显微术等结构生物学方法，来检视病毒的分子结构组成。

日前，结构生物学家已经研究出新型冠状病毒的蛋白组成，而病毒自身的棘突蛋白（spike protein）（帮助病毒进入宿主的蛋白），和能够使病毒复制的酶（enzyme）成为了目前制药公司研究的重点。

透过结构生物学数据，科学家能寻找病毒蛋白内的特殊特征，此特征通常为可以容纳小的化学分子的空间。一旦鉴定此特征后，即可致力于研究该分子，改善其适应性，并使其作为药物发挥治疗作用。最后，希望化学分子可能足够紧密地贴合在一起，以阻止病毒蛋白发挥作用，就像将扳手扔入一组齿轮中一样。

据该报道指，这种研发新药和标靶药物的方法称为“基于结构的药物设计”（structure-based drug design），因过去已成功透过此方法，研发出抗流感药物特敏福和瑞乐沙，因此可以知道此方法省时、高效且精确。对于疫苗设计和治疗方法的开发，了解新冠病毒的棘突蛋白的外观是一个重大突破。他们目前也计划使用这个蛋白质，来监测痊愈病例产生的抗体。

现代的科技、仪器和数据搜集，已经让结构生物学的数据提供管道更多元快速，相较于5年前的技术，根本无法做到现在的程度。目前收集到的结构数据存放在蛋白质数据库（PDB）和电子显微镜数据库（EMDB），两个数据数据库都在网络上并开放全球免费使用，希望全球的科学家能够合作，解答有关新冠病毒的问题，并找到药物设计的最佳方法。

上报报道称，无论是开发新药还是疫苗，结构生物学都是了解从病毒到人类的分子机制的第一线。