肆虐2年之后,新冠特效药或将到来,距离疫情结束还要多久?

作者 | talk君
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今天,微博一条#我国新冠特效药有了时间表#的消息登上了热搜,似乎让最近不断升级的疫情看到一丝转机。
自从入冬以来,全国各地的疫情仍在不断反弹,但与此同时,在新冠疫情出现近两年之后,抗新冠病毒的特效药开始进入收获期。
在新冠病毒药物研发过程中,我国部署了3条技术路线。相关资料显示,抗体药物方面,目前进展最快的是清华大学、深圳市第三人民医院和腾盛华创联合研发的中和抗体联合疗法。在我国,研发团队已于10月9日向国家药监局滚动提交附条件上市申报材料,有望12月底前获得批准上市。
同时在海外,美国药企默克宣布其小分子药物“Molnupiravir”获得英国药监局批准上市,这也让Molnupiravir成为全球第一款获批用于治疗轻度、中度新冠感染的口服药。
仅仅一天之后,美国辉瑞制药也宣布其研发的抗击新冠特效药“Paxlovid”的临床试验结果,在症状早期服用,可降低患者80%以上的住院或者死亡风险,消息一出,市场上新冠疫苗、中和抗体、检测相关板块的股票直接崩盘了。
特效药的到来,无疑对于世界来说是一个巨大鼓舞。今天talk君想跟大家分享来自一刻talks讲者、四院院士,北京大学李兆基讲席教授,单分子酶学和单分子基因组学开拓者——谢晓亮的演讲,新冠特效药如何助力生命科学蓄力突围。
一刻讲者
图片
谢晓亮
全球知名科学家;
四院院士;
北京大学李兆基讲席教授;
单分子酶学和单分子基因组学开拓者
“科学,唯有科学才能使人类免于灾难”
#视频有删减,建议下载“一刻talks”app观看完整版
大家好,新冠疫情使世界遭受了百年一遇的公共卫生危机,它改变了我们的生活,也改变我们的轨迹,作为科学家我们坚信科学,唯有科学才能使人类免于新冠灾难,今天我想跟大家分享,我们研制新冠特效药的工作,为什么新冠来袭之后,科学家可以在短短几天内,测出病毒的基因序列,几个月内快速开展疫苗和药物的研发,这得益于生命科学日新月异的发展。
让我来回顾一下近代生物学的简史。提到生物学的历史就不能不提达尔文,他的物种起源撕掉了生命的神学面纱,奠定了以物竞天择,适者生存为核心的进化论。人类并非神造,生命始于进化。与达尔文同时代的孟德尔揭示了遗传法则,可惜一直到他去世以后,人们才意识到他的伟大。
一个人体细胞细胞核里面的23对染色体共有60亿对碱基,它们的DNA序列就是人类基因组,共包括2万个基因。2003年人类基因组计划完成了人类基因组的测序,这是人类历史上的一个里程碑,当时耗资30亿美金,科学家们发现,人与人相比,绝大多数碱基是相同的,只有千分之一的碱基是不同的,而这些碱基的差异决定了我们各自的不同,你和你旁边人的不同。那几年之后,又发生了新一代测序仪的技术革命,使得测序的价钱迅速下降,比半导体工业的指数衰减还快,现在要测一个人的基因组,只需要1000美金,一天内就可以完成。这一技术革命带来了一系列对于生命过程的认知,比如它进一步证明了达尔文的进化论,人类并非神造,而是起源于非洲。新一代测序仪也使得个体化医疗成为可能,也就是通过测定个人的基因组,来制定治疗和预防的个体化方案。自DNA发现以来,生物学的发展可以被概括为在分子和细胞的水平上上来理解生命过程,生命学的发展一直被技术革命所驱动,除了刚刚讲的DNA测序外,还有X光衍射,冷冻电镜,它们推动了结构生物学,还有很多其他的技术。那么按照分子生物学的中心法则,DNA携带的遗传信息用来在转录过程中,由转录酶产生信使RNA,然后在翻译过程中由核糖体来生成蛋白质。蛋白质是由氨基酸为基本单位的生物大分子,一共有20种氨基酸,它们手拉手的连接起来,形成链状大分子,然后折叠成蛋白质。那蛋白质的合成是遵循遗传密码的,三个DNA碱基决定一个氨基酸,这里是20个氨基酸对应的碱基序列,所以DNA的序列与蛋白质的序列有着一一对应的关系。比如说抗体就是一种蛋白质,它是抗体基因通过转录和翻译的产物,其实转录和翻译并不一定要在人体内进行,有了基因序列以后,我们就可以利用转录酶和核糖体在体外生产抗体蛋白。
人类一直受到传染病的威胁,1918年的大流感是人类历史上最严重的传染病,短短两年时间全球共计10亿人感染,近4000万人死亡。早在达尔文和孟德尔之前,人们就知道挤牛奶的女工不会得天花,英国医生琴纳发现患过牛痘的女工,对天花免疫,于是第一次为一个8岁的男孩尝试接种疫苗,成功证明可以预防天花,最后人类依靠疫苗终结了天花这个传染病。
回到新冠肺炎,我们首先需要检测,有了新一代测序仪,中国科学家在几天内就测出了新冠病毒的基因序列,并公诸于世。为检测和治疗奠定了基础,相比下,相比之下2013年人类基因组完成的那一年,SARS爆发,SARS病毒的序列是由一个加拿大的团队,用了五个月的时间才测出来。第二是预防,目前很多新冠疫苗已进入三期临床实验,看来疫苗成功在望。但疫苗只能起到预防的作用。第三是治疗,在全世界普遍接种有效疫苗之前,还会有大量新冠患者,他们急需的是特效药,然而目前可以说还没有特效药。
但我今天想告诉大家一个好消息,中合抗体将成为新冠特效药。什么是中合抗体呢?在化学上酸来了,我们用碱来中和,而病毒来了,人体免疫细胞产生中和抗体来组织病毒感染细胞,中和抗体是血浆疗法的有效成分,血浆疗法在临床上卓有成效,但供不应求,因为治疗一个病人需要1200毫升,多个康复期病人的血浆,那我们的目标是在康复体病人的血液里,快速找到最好的中和抗体,在体外大量生产,作为药物代替血浆,给病人注射。
中和抗体是一种大分子药物,与小分子药物相比,它的特异性好,副作用小,在抑制传染病上有成功的先例。比如艾滋病,埃博拉和中东呼吸综合症等,但问题是找到这些中和抗体时间太长,采用的是单细胞克隆放大的方法,至少需要几个月,几年。新冠病毒是RAN病毒,中国科学家在测出它的DNA序列以后迅速解出,在新冠病毒表面的冠状S蛋白的结构,它的一个三聚体,灰色的,有三个受体结合域RBD 红色的,后来中国科学家又阐明它是如何在人体的细胞膜上,ACE2受体上结合侵入人体细胞。而我们的中和抗体也就是这些,也就是这些浅蓝色的蛋白,可以结合到RBD上阻止它们与ACE2的结合,使病毒不能再进入人体细胞。这个是我们中和抗体冷冻电镜的结构,一个三聚体上有三个RBD,被三个中和抗体给覆盖。让我总结一下,高通量单个B细胞VDJ测序使我们可以快速精准的筛出很多优质的中和抗体,冷冻电镜显示有良好中和活性的抗体,与新冠病毒S蛋白上的RBD 结合,而我们高活性中和抗体,则与三个RBD全部结合。我们找到的结合位点上完全不重合的两个中和抗体相配对以后,可以有效的抑制免疫逃逸,我们的动物实验证明,中和抗体在低剂量下,对新冠肺炎也有显著的治疗效果。去年为了驳斥美国学界的反华浪潮,我写了一篇题为《疾病没有国界,科研亦应如是》的文章,新冠疫情的发展活生生的证明了我的观点,科学家是有祖国的,但科学是没有国界的,科学,唯有科学才能使人类免于灾难,做一个中国的科学家,我希望我们的新冠特效药能够惠及全球,这是我们的担当,谢谢大家。