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研究人员绘制了致命尼帕病毒一个关键部分的分子结构和特征。细胞实验显示了病毒聚合酶（一种参与病毒复制的蛋白质）的变化如何改变病毒复制自身并感染细胞的能力。进一步分析显示，尼帕病毒聚合酶的某些部分可能使病原体对药物敏感。
哈佛大学医学院和波士顿大学乔巴尼亚和阿维迪西亚医学院的科学家绘制了尼帕病毒的一个关键组成部分。尼帕病毒是一种高度致命的蝙蝠传播病原体，自1999年被发现以来，几乎每年都在人类中引起疫情。1月20日发表在《细胞》（Cell）杂志上的这一进展，使科学家们在开发急需的药物方面又迈进了一步。目前，没有预防或减轻尼帕病毒感染的疫苗，除了支持性护理之外，也没有有效的治疗方法。
这种由果蝠携带的病毒可以传染给猪和人类。它还可以通过受污染的食物感染人，并可以通过咳嗽时释放的飞沫直接在人与人之间传播。世界卫生组织已宣布尼帕病毒为优先病原体，这是一种可引起严重疫情并需要紧急研究以为预防和治疗战略提供信息的生物体。
研究人员说，尼帕病毒有可能引发大流行，因为它可以通过空气中的飞沫和呼吸道分泌物传播。此外，研究人员指出，有证据表明，一些出现较轻、非特异性症状的感染者仍可能传播病毒。
在严重的情况下，感染可引起严重的呼吸系统疾病和脑炎，脑炎是一种脑部炎症，可导致毁灭性的神经功能缺陷和死亡。据美国疾病控制与预防中心（Centers for Disease Control and Prevention）估计，这种病毒导致40%至75%的感染者死亡。相比之下，在过去的疫情爆发中，埃博拉病毒的死亡率在25%到90%之间，平均死亡率为50%。
在这项新研究中，研究人员将注意力集中在病毒机器的一部分，即病毒聚合酶复合体上，这是病毒用来复制遗传物质、传播和感染细胞的一组蛋白质。这项工作提供了病毒聚合酶及其关键特征的详细三维图像。了解病毒机制中这一关键部分的结构和行为，就能说明病原体是如何在宿主体内繁殖的。
研究人员说，到目前为止，对尼帕病毒聚合酶的结构和功能仍然知之甚少，他们警告说，需要进一步的研究来充分了解聚合酶是如何制造不同类型的遗传物质，使病毒能够繁殖。尽管如此，研究小组表示，解开这部分病毒结构是描绘一种构成严重威胁的病毒内部工作原理的关键的第一步。“确定聚合酶是如何调节的，以打开和关闭病毒复制所需的不同酶活性将改变游戏规则，这项研究代表了朝着这一目标迈出的关键一步，”该研究的共同通讯作者Rachel Fearns说，他是波士顿大学乔巴尼亚和阿维迪安医学院病毒学、免疫学和微生物学的主席和Ernest Barsamian教授。解开病毒聚合酶复合体的分子结构提供了一个基础，可以告知治疗的设计。
哈佛医学院微生物学副教授、霍华德·休斯医学研究所研究员Jonathan Abraham说：“这种新的认识可以帮助我们确定聚合酶结构的功能特性，这些特性可以作为药物靶点。”
一旦研究人员弄清楚了这种酶的结构，他们就会仔细研究这种酶的不同部分是如何影响它的不同功能的。了解这些不同部位的作用以及它们如何采取不同的位置，为如何阻止病毒的扩散提供了关键线索。
研究人员用两种不同的方式进行了实验。首先，他们纯化聚合酶，并使用低温电子显微镜确定其结构，这种技术使科学家能够在单个分子的尺度上可视化生物样品的结构。其次，他们在聚合酶中诱导突变，然后观察突变的聚合酶在细胞中的行为，以了解这些突变如何影响其功能。
“阐明了尼帕病毒聚合酶与其他病毒聚合酶相比的独特和共同特征，我们的研究提供了重要的见解，有可能为广谱抗病毒药物的开发提供信息，”该研究的第一作者之一、Fearns实验室的研究员Heesu Kim说。
这组科学家指出，佐治亚州立大学的科学家开发了一种很有希望的口服候选药物，它可以对抗与尼帕病毒有关的病毒，但不能对抗尼帕病毒本身。
为了理解为什么这种候选药物对尼帕病毒无效，研究人员进行了各种模拟研究，以观察病毒聚合酶的某些结构调整是否会提高药物附着在病毒上的能力。研究人员确定了病毒聚合酶的一个特定部分，可以成为药物靶标。这反过来可以为设计小分子抑制剂提供信息，这些抑制剂可破坏病毒聚合酶并使尼帕病毒易受治疗。
该研究的第一作者之一、亚伯拉罕实验室的博士后研究员Side Hu说：“我们希望我们的发现能引起人们的兴趣，并激发其他人进行更多的研究，从而对一种致命的病原体有新的认识。事实上，我们很高兴看到其他组织像我们一样公开分享他们的数据，并帮助推动该领域的发展。”
Structural and functional analysis of the Nipah virus polymerase complex
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