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死灰复燃,中国航天的技术高地

来源:http://www.fzplotter.com 作者:7249澳门金莎娱乐场 时间:2019-10-15 19:10
中国航天的技术高地:揭开长征火箭的基因密码
科学家破解基孔肯雅病毒入侵机制
麻疹“死灰复燃” 疫苗是迄今“最佳武器”

新华社北京5月15日电题:这里是中国航天的“技术高地”——揭开跨越成长的基因密码

5月9日,中国科学院高福团队在《细胞》杂志上发表了题为Molecular Basis of Arthritogenic Alphavirus Receptor MXRA8 Binding to Chikungunya Virus Envelope Protein 的文章,首次从分子水平阐释了基孔肯雅病毒囊膜表面E蛋白与其细胞受体MXRA8分子的相互作用机制,揭示了此类病毒入侵细胞的分子机制,为抗病毒药物开发及新型疫苗设计提供了新靶点。基孔肯雅热(Chikungunya fever, CHIKF)是一种由基孔肯雅病毒(Chikungunya virus,CHIKV)引起,经蚊虫叮咬传播的急性发热性传染病。该病毒病过去主要分布在非洲、南亚、东南亚热带和亚热带地区。近年来,随着全球变暖和现代交通工具等因素,该病毒疫情呈不断暴发和蔓延的趋势。2005年以来疫情在东南亚和南亚地区再度暴发,2007年疫情传播至欧洲,2013年疫情开始在加勒比海地区、美国以及南美洲等地暴发流行,造成了数百万人感染。人感染该病毒后可致急性或慢性的外周关节痛或关节炎,严重时致人死亡,目前尚无特异性的治疗方法和疫苗,使得该病毒引起人们的广泛关注,也是重要的全球性公共卫生问题之一。与该病毒亲缘关系较近,同样能引起关节炎的甲病毒还包括马亚罗病毒(Mayaro virus)、罗斯河病毒(Ross River virus)、阿尼昂尼昂病毒(O nyong- nyong virus)等。病毒侵入细胞的第一步依赖于病毒囊膜蛋白与宿主受体的相互作用。过去的研究认为,CHIKV等多种致关节炎甲病毒囊膜表面含有80个三聚体形式的刺突E蛋白,每个三聚体由三个E1/E2二聚体组成,其中E1蛋白参与膜融合,E2蛋白参与受体的结合。近来研究报道表明,基质重塑相关蛋白8(Matrix remodeling-associated protein 8,MXRA8)分子是CHIKV等多种致关节炎甲病毒的受体。MXRA8是一种在上皮细胞、髓细胞及间充质干细胞表达的黏附分子,广泛分布于形成软骨、肌肉和骨骼的细胞表面。但是,MXRA8分子如何介导病毒入侵却是未解之谜。高福团队深入研究了MXRA8分子介导CHIKV的入侵机制。首先,他们利用结构生物学的技术和方法解析了小鼠MXRA8的晶体结构,表明MXRA8分子胞外段由两个免疫球蛋白样结构域构成,但其两个Ig样结构域呈现独特的拓扑结构。结构域1由两个不连续的片段构成,而结构域2插在了D1的两个片段之间,这导致D1和D2之间有两个柔性铰链(Hinge loop)连接,这与以往所有报道的含有两个Ig样结构域的蛋白都不同。因此,他们首次提出MXRA8是一种新型的Ig样受体分子,并具有独特的拓扑结构及结构域间组装形式。为进一步阐明CHIKV E与受体MXRA8相互作用机制,研究团队解析了人MXRA8与CHIKV E复合物的晶体结构,他们发现MXRA8与CHIKV E采用一种独特的3:3的结合模式,MXRA8结合到病毒表面三聚体刺突蛋白两个E蛋白单体间的“峡谷”中,形成非常紧密的结合模式。其中E1和E2均参与结合,MXRA8的两个结构域及铰链区均与E1和E2蛋白发生相互作用。随后他们利用冷冻电镜技术解析了人MXRA8与CHIKV病毒样颗粒的复合物结构,证明了MXRA8在病毒表面的结合模式跟晶体结构所观察到的结合模式一致,并通过点突变及表面等离子共振方法对结合关键氨基酸进行了验证。该研究首次“看清”了基孔肯雅病毒和受体相互作用的分子模式,为一种新型的病毒-受体结合模式,同时纠正了过去对基孔肯雅病毒和受体相互作用的一些错误认识。MXRA8因其独特的拓扑结构排布而与其他I型跨膜蛋白不同,其N端D1结构域不是远膜端结构域,而实为近膜端结构域。在复合物结构中,MXRA8的D1结构域深深地插入到CHIKV三聚体刺突E蛋白的“峡谷”中,这就需要近膜端的颈部区有足够的长度和柔性。通过一系列MXRA8茎部区截短体和病毒及细胞水平功能实验发现,MXRA8中长达48个氨基酸的茎部区为病毒入侵所必需,其足够长且具有柔性,被病毒利用作为受体入侵细胞。此项研究首次揭示了致关节炎甲病毒CHIKV与MXRA8受体相互作用机制,证实了MXRA8是一种具有独特的拓扑结构及结构域间组装形式的新型Ig样受体分子,并发现了此类致关节炎甲病毒和受体相互作用是一种新型的病毒-受体结合模式。这些研究结果为新型疫苗及广谱中和抗体的研发提供了理论指导,为抗病毒药物设计提供了新靶点。中科院北京生命科学研究院助理研究员宋豪及微生物所硕士生赵振楠、助理研究员柴彦为论文的并列第一作者,中科院院士高福和中科院天津工业生物技术研究所副研究员高峰为论文共同通讯作者。微生物所研究员齐建勋、施一、严景华及巴西FIOCRUZ基金会卫生技术发展中心主任Carlos Morel给予了大力支持。该研究得到科技部重点研发计划、中科院战略性先导科技专项项目、国家科技重大专项、国家自然科学基金以及中科院青促会、中国科协“青年人才托举工程”等的经费支持。文章链接: )

美国疾病控制和预防中心5月13日公布的最新数据显示,从今年年初至5月10日,美国麻疹病例总数新增839例,这个数字已创1994年以来年度麻疹病例数的新高。其中,截至5月10日的一周内,美国新增75例麻疹病例,其中41例来自纽约市。

新华社记者陈芳、胡喆

业内人士认为,纽约州疫情严重与当地社区疫苗接种率低有很大关系。美国研究人员近日在《柳叶刀·传染病》上发表一项研究称,根据疫苗接种率低等因素,将纽约州、华盛顿州、伊利诺伊州和加利福尼亚州等州的25个县列为麻疹暴发高危地区。

在天安门城楼正南约20公里处,有一块名叫“东高地”的区域。

论文通讯作者、美国得克萨斯大学奥斯汀分校研究人员萨霍特拉·萨卡尔说:“反疫苗者否认医学取得的成功,宣传接种疫苗与自闭症相关等虚假信息,而后者在过去20年已被科学证据否定。”

这里,看似寻常,却是我国建立最早、规模最大的运载火箭研制基地,这里的学校、医院均以“航天”命名。

麻疹为何“死灰复燃”

这里,走出了钱学森、任新民等数位“两弹一星”功勋科学家。从研究室到试验基地,从大漠风沙到瀚海惊涛,初心不改,矢志不渝。

麻疹是一种病毒性传染病,受影响的大部分是儿童,症状包括发热、上呼吸道炎症、咳嗽、结膜炎等,病情严重时可引发肺炎等病症,甚至致人死亡。2019年以来,麻疹已经陆续在美国的23个州爆发。

这里,就是中国航天科技集团有限公司所属的中国运载火箭技术研究院。他们孕育的长征火箭经历了从无到有、从一箭一星到一箭多星、从发射卫星到发射载人飞船和月球探测器的重大跨越。近200次的发射任务背后有哪些惊心动魄的故事?跟随新华社记者走进它长征火箭,一同揭开长征火箭跨越成长的基因密码。

首都医科大学附属北京佑安医院感染综合科李侗曾告诉《中国科学报》,麻疹扩散速度很快有两个原因。

筑梦:长征火箭从这里诞生

首先,麻疹的传染性极强。麻疹曾被称为“见面传”,带有麻疹病毒的呼吸道飞沫在空气中2个小时内都具有传染性。“所以即使没有看到麻疹患者,仅仅是进入一个麻疹患者刚刚停留过的房间都有可能被传染,也就是说,不见面也可以被传染麻疹。”李侗曾表示,一般来说,如果一个麻疹患者周围的人对麻疹没有免疫功能,那么这个患者平均可以传播18人左右,在没有麻疹疫苗的时代,几乎所有人在成年之前都会被传染麻疹。

一切向前走,都不能忘记走过的路;走得再远、走到再光辉的未来,也不能忘记走过的过去,不能忘记为什么出发。

其次,麻疹疫苗接种率下降,这也是造成此次美国麻疹疫情的主要原因。由于宗教信仰、个人理念等因素,近年来一些发达国家和地区的麻疹疫苗接种率有所下降,这导致一些人缺乏麻疹免疫力。

1957年,苏联成功发射了世界上第一颗人造卫星。那一年,火箭院组建成立。当时的中国,火箭事业几乎为零。

李侗曾认为:“这是麻疹疫情扩散的根本原因。此外,现代社会交通便利,世界各地互相交流非常频繁,这也是导致传染病可以从一个地区迅速传播到世界其他地区的一个重要原因。”

1970年4月24日21时35分,酒泉卫星发射基地,随着操纵员按下发射的红色“点火”按钮,长征一号火箭喷吐着橘红色的火焰,伴随巨大轰鸣,托举东方红一号卫星徐徐升空。

随着麻疹疫苗的推广应用,该病的发病率与疫苗接种的覆盖率呈显著负相关。中山大学公共卫生学院教授孙彩军在接受《中国科学报》采访时表示,反疫苗行动(学术界称之为疫苗犹豫或疫苗恐慌)是导致麻疹疫情“死灰复燃”的重要原因。

自长征一号火箭成功发射东方红一号卫星以来,长征系列运载火箭完成了以载人航天、月球探测、北斗组网为代表的一系列重大发射任务。

据悉,美国卫生官员将此次麻疹病例飙升归咎于疫苗信息的错误传播。一些反对给孩子打疫苗的家长们认为麻疹疫苗会导致自闭症。因而这次受麻疹病毒影响最大的就是这些没有接种疫苗的孩子。

1965年1月,时任国防部五院副院长钱学森向国防科委提出“制定我国人造卫星研究计划”,受到了以周恩来为主任的中央专门委员会的高度重视。

疫苗是麻疹的“特效药”

1966年5月,我国第一颗人造地球卫星定名为东方红一号,运载火箭定名为长征一号。

李侗曾指出,此次麻疹疫情的发生并非病毒变异引起。

浩瀚星空寄托了中华民族对宇宙苍穹的无限向往。作为我国自主研制的首枚空间运载火箭,长征一号火箭便承载了中华民族长久以来的这份“航天梦”。

相较于流感、艾滋病等病毒,麻疹病毒比较稳定,不易发生突变。“麻疹病毒和流感病毒不同,流感病毒非常容易变异,所以需要每年重新接种流感疫苗预防流感,而且一旦流感病毒发生明显变异,会很容易造成大流行。”李侗曾说,“而麻疹病毒抗原性稳定,只有一个血清型,因此,接种麻疹疫苗或感染麻疹病毒后可获得持久麻疹免疫力。”

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