科大研究发现爱滋病病毒包膜蛋白的适存度 或有助开发对抗疫苗

撰文: 李慧妍
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香港科技大学今日(7日)公布,其科研人员与跨学科国际研究团队,处理1,918名爱滋病病毒带菌者的蛋白样本,首次发现一个电脑方程式框架,可分析人类免疫力缺乏病毒、或爱滋病病毒中,一只关键蛋白适宜存活的度数。
该项发现或有助开发对抗疫苗,逼使致命病毒变异成一种特定的形态,最终令其枯竭死亡。

研究团队包括科大电子及计算机工程学系主任施毅明教授(左)、电子及计算机工程学系兼化学及生物工程学系夏利莱博士副教授Matthew McKay(中),及电子及计算机工程学系的研究助理教授以及科大高等研究院的青年学人雷可业(右)。(科大提供)

卫生署卫生防护中心去年公布,2017年第三季共接获新增爱滋病病毒感染呈报个案153宗,由1984年起累积达至8,952宗。虽然现今医学昌明,但持续出现一些能破坏爱滋病病毒的抗体,这些病毒可透过突变,逃避已知的抗体反应,故至今仍未发现有效的爱滋病病毒疫苗。

科大电子及计算机工程学系兼化学及生物工程学系夏利莱博士副教授Matthew McKay,与电子及计算机工程学系研究助理教授、科大高等研究院的青年学人雷可业,连同麻州理工学院的Arup Chakraborty教授及其科研队员,运用一个电脑程式框架,计算组成爱滋病病毒尖刺上,一种名为gp160多蛋白的适存度。

由科大工程师研发的电脑方程式框架,可计算出爱滋病病毒包膜蛋白的适存度。(科大提供)

电脑程式可提供快速准确研究结果

该适存度是从蛋白序列方式推算出来,有关病毒的健康状况,即其正确组装、复制和传播感染的能力。而掌握病毒的适存度,可为科学家提供重要线索,知悉针对病毒哪一部份的尖刺蛋白,便能逼使其变异成另一种型态,严重削弱其健康、复制及繁殖的能力。是次研究成果已于上月,在国际权威科学期刊《美国国家科学院院刊》上发表。
雷教授透露,该研究需要估计的参数接近440万个,“如果没有运用大数据,根本无法进行这样的预测。”McKay教授则强调,电脑方程式可提供快速和准确的研究结果,并协助生物学家提出新的免疫原和疫苗接种方案,以逼使病毒为逃避免疫反应而变异至不健康的状态,“这也许能阻止、或限制病毒感染。除了HIV-gp160的应用外,我们的方法还可用于识别其他多变病毒蛋白质的适存度,例如丙型肝炎病毒等。”

科大指,,要排列出爱滋病病毒包膜蛋白gp160的适存度,比排列该病毒的其他蛋白更具挑战性,因gp160的一级序列较其他蛋白长两倍以上,变化幅度亦最大。研究团队处理来自1,918名爱滋病病毒带菌者、815个蛋白残基及20,043个蛋白序列样本,并比较各种实验测量值以验证他们所推断的适存度结果。

爱滋病病毒包膜蛋白gp160的一级序列不但较其他蛋白长两倍以上,变化幅度亦最大。(科大提供)