【揭开埃博拉病毒“复制机器”的面纱】今年9月，非洲乌干达再次出现新的埃博拉疫情。这意味着埃博拉病毒这把“达摩克利斯之剑”依然悬在头顶，时刻威胁着人们的健康。
科学界一直想研制一款成本低、有利于推广的广谱性抗埃博拉病毒小分子药物，但却缺乏理论指导。埃博拉病毒聚合酶负责病毒基因组复制过程，且具有较高保守性，是研发广谱性药物的重要靶标。但埃博拉病毒聚合酶的分子量大、不稳定、易降解，其三维结构的解析一直是世界性难题。
现在，中国科学院微生物所高福院士团队和施一团队合作，首次解析了埃博拉病毒聚合酶复合物的三维结构，为从分子水平理解埃博拉病毒复制机制奠定了关键理论基础。他们还解析了老药苏拉明能有效抑制埃博拉病毒聚合酶活性的分子机制，为抗埃博拉病毒的药物开发提供了新的靶点和方向。相关研究9月28日发表于《自然》杂志。
现形：结构稳定的“复制机器”
埃博拉病毒病是由埃博拉病毒引起的烈性急性传染病，主要在人或灵长目动物之间传播。自1976年首次在非洲扎伊尔和苏丹被发现后，埃博拉病毒已在非洲肆虐了近50年，暴发过30多次，造成数万人死亡，病死率最高可达90%。
其中，2014-2016年暴发于西非国家的埃博拉疫情，是有史以来最严重的一次，共导致约2.9万人感染，超过1.1万人死亡。2018至2020年暴发于刚果民主共和国的埃博拉疫情也导致3481人感染，2299人死亡。2021年在西非国家几内亚再次发现埃博拉病毒活跃迹象，提示病毒可能存在潜伏感染。
这些数据说明，对埃博拉病毒仍需加强科学研究。
目前，已有两款上市的扎伊尔型埃博拉病毒抗体药物，其作用靶点是埃博拉病毒表面刺突糖蛋白（GP）。
“已上市的抗体药物具有特异性，不能用于治疗其他类型埃博拉病毒以及马尔堡病毒等丝状病毒。此外，病毒表面的GP蛋白在宿主免疫压力下也容易发生免疫逃逸，有可能造成抗体药物效果变差甚至无效。”论文通讯作者施一对《中国科学报》说。
此外，他表示，由于抗体药物制造成本比较高，需要低温储存，不利于在非洲地区普及推广使用。开发有效安全的广谱性抗病毒小分子药物是应对不同类型埃博拉病毒和其他丝状病毒感染的重要研究方向。
科学家已经发现，埃博拉病毒基因组的转录与复制过程由病毒聚合酶蛋白L和其他辅助蛋白形成的复合物来共同完成。由于聚合酶复合物在不同的丝状病毒中具有高度保守性，是非常理想的广谱性抗病毒药物开发靶点。
此前的研究还发现瑞德西韦和法比拉韦，这两个针对埃博拉病毒聚合酶的核苷类小分子药物具有良好的体外抗病毒活性。然而，其临床效果却并不理想。目前，临床上尚未有批准可用于治疗埃博拉病毒感染的小分子药物。
那么，现有的靶向聚合酶药物如何进行结构优化？能否针对聚合酶保守位点开发新的药物来治疗埃博拉病毒病？
回答这些问题，迫切要求研究人员弄清楚埃博拉病毒的复制机制。
埃博拉病毒属于丝状病毒科，基因组为不分节段的负链RNA，长约19 kb，包含7个开放阅读框。过去近10年，科学家对这种病毒的复杂结构已经有了一些了解，比如它的RNA基因组被核蛋白（NP）包裹，形成核糖核蛋白复合体（RNP），进一步与聚合酶蛋白（L）、病毒辅助蛋白（VP35）、转录激活蛋白（VP30）和核衣壳相关蛋白（VP24）结合，形成螺旋状核衣壳结构，并被基质蛋白（VP40）环绕，进一步与病毒表面GP蛋白形成完整病毒颗粒。
解析埃博拉病毒聚合酶的三维结构却是全球病毒学家面临的一个挑战。经过多年的尝试摸索，施一与高福合作研究团队成功表达纯化获得了埃博拉病毒聚合酶复合物蛋白（L-VP35复合物），并利用冷冻电镜技术解析其高分辨率三维结构。他们发现，埃博拉病毒的聚合酶L蛋白会与VP35蛋白四聚体形成稳定的复合物，进行病毒基因组复制和转录。
那么，L-VP35聚合酶复合物如何介导这一功能呢？研究团队在原子层面对这个问题进行了深入探索。
入微：揭开“共舞”机制
通过深入观察，研究团队对聚合酶复合物的动态构象变化有了微观水平的了解。
作为病毒“复制机器”的核心，聚合酶在生成子代RNA的过程中涉及到多种构象变化，从而促进产物顺利合成，其中最重要的构象变化是从起始态到延伸态的转变。
此前的研究表明，聚合酶从起始状态进入到延伸状态时，酶活中心的两个关键结构元件——启动环（priming loop）和支撑螺旋（supporting helix）必须发生巨大的构象调整，才能保证产物链有足够的空间进行延伸。否则，就会与产物链发生空间位阻。
研究者通过改变冷冻电镜的制样条件，捕捉到了埃博拉病毒聚合酶处于延伸状态时的精细结构。他们发现，在处于延伸构象时，启动环完全缩回到加帽结构域，而支撑螺旋也会远离聚合酶的活性中心，从而为模板/产物双链RNA提供足够的空间进行延伸。
那么，病毒VP35蛋白如何与L聚合酶“共舞”呢？
研究发现，在病毒复制过程中，VP35会像“桥梁”一样，起到连接L蛋白和病毒RNP的功能。“当L聚合酶进行病毒基因组复制时，是以螺旋形的RNP为模板，而不是以裸露的RNA为模板，这时VP35主要行使的是分子伴侣功能，介导L聚合酶以RNP为单元进行复制。”施一说。
他向《中国科学报》解释，VP35四聚体除了中间的寡聚化结构域，两头分别有四个N端（氨基端）结构域和四个C端（羧基端）结构域，其中一个C端结合到L蛋白上，进一步稳定L聚合酶与VP35四聚体的结合，同时另外七个端会像“八爪鱼的触角”一样，帮助L聚合酶在RNP结构上发生滑动，以及结合单体状态下的病毒RNP蛋白，阻止其与宿主RNA发生非特异性相互作用，保证单体NP蛋白能够用于子代RNP的生成。
“如果没有VP35，L聚合酶蛋白就没法进行基因组复制和转录过程。”施一表示，如果能够阻断L蛋白和VP35的结合，病毒将无法复制。
洞见：指导药物设计与优化
开发能有效抑制埃博拉病毒的小分子药物一直是国际热点，也是难点。
施一表示，了解L-VP35复合物相互作用界面的分子细节，为进一步开发靶向聚合酶的药物提供了新的靶点以及重要指导信息。
据介绍，埃博拉病毒聚合酶活性结构域和加帽结构域与呼吸道合胞病毒（RSV）和狂犬病毒（RABV）等其他（基因组）不分节段的负链RNA病毒聚合酶结构相似，说明这类病毒聚合酶在进化过程中具有保守性。
值得注意的是，研究者指出，埃博拉病毒聚合酶的N端结构域区域具有一个丝状病毒特有的插入结构域，并在埃博拉病毒聚合酶发挥活性时是必不可少的，可成为潜在的抗病毒药物研发靶点。
此次研究中，研究团队还对百年老药苏拉明体外抗埃博拉病毒活性的分子机制进行了探索。
苏拉明是20世纪初由德国化学家保罗·埃利希首次分离出来的一种无嗅、无味的白色粉末，可溶于生理盐水中，后来被发现可用于治疗多种寄生虫病，从20世纪20年代初被广泛用于治疗非洲昏睡病和盘尾丝虫病等寄生虫病。近年来，科学家发现苏拉明具有抗新冠以及癌症活性。前期初步研究提示苏拉明也具有抗埃博拉病毒活性，但其作用机制不甚清楚。
研究人员通过体外酶活和细胞复制子实验，发现苏拉明能有效地抑制埃博拉病毒聚合酶活性，并进一步利用冷冻电镜技术解析了埃博拉病毒聚合酶与苏拉明的复合物结构，揭示苏拉明是通过结合在聚合酶的NTP进入通道，阻碍底物进入酶活中心而发挥抑制作用。苏拉明药物与L蛋白相互作用的分子细节，为进一步改造和优化苏拉明药物提供了关键参考信息。
“苏拉明是一种潜在的抗病毒药物，这项研究的一个亮点是解析L蛋白与苏拉明的复合物，这可以指导进一步的抗病毒药物设计。”该论文一位审稿人说。另一位同行评审人则表示，埃博拉病毒L蛋白结构信息的缺乏一直是该领域公认的空白，这项研究提供了重要的信息，有助于促进基于结构的抗病毒药物设计。https://t.cn/A6o7Cgr9
科学界一直想研制一款成本低、有利于推广的广谱性抗埃博拉病毒小分子药物，但却缺乏理论指导。埃博拉病毒聚合酶负责病毒基因组复制过程，且具有较高保守性，是研发广谱性药物的重要靶标。但埃博拉病毒聚合酶的分子量大、不稳定、易降解，其三维结构的解析一直是世界性难题。
现在，中国科学院微生物所高福院士团队和施一团队合作，首次解析了埃博拉病毒聚合酶复合物的三维结构，为从分子水平理解埃博拉病毒复制机制奠定了关键理论基础。他们还解析了老药苏拉明能有效抑制埃博拉病毒聚合酶活性的分子机制，为抗埃博拉病毒的药物开发提供了新的靶点和方向。相关研究9月28日发表于《自然》杂志。
现形：结构稳定的“复制机器”
埃博拉病毒病是由埃博拉病毒引起的烈性急性传染病，主要在人或灵长目动物之间传播。自1976年首次在非洲扎伊尔和苏丹被发现后，埃博拉病毒已在非洲肆虐了近50年，暴发过30多次，造成数万人死亡，病死率最高可达90%。
其中，2014-2016年暴发于西非国家的埃博拉疫情，是有史以来最严重的一次，共导致约2.9万人感染，超过1.1万人死亡。2018至2020年暴发于刚果民主共和国的埃博拉疫情也导致3481人感染，2299人死亡。2021年在西非国家几内亚再次发现埃博拉病毒活跃迹象，提示病毒可能存在潜伏感染。
这些数据说明，对埃博拉病毒仍需加强科学研究。
目前，已有两款上市的扎伊尔型埃博拉病毒抗体药物，其作用靶点是埃博拉病毒表面刺突糖蛋白（GP）。
“已上市的抗体药物具有特异性，不能用于治疗其他类型埃博拉病毒以及马尔堡病毒等丝状病毒。此外，病毒表面的GP蛋白在宿主免疫压力下也容易发生免疫逃逸，有可能造成抗体药物效果变差甚至无效。”论文通讯作者施一对《中国科学报》说。
此外，他表示，由于抗体药物制造成本比较高，需要低温储存，不利于在非洲地区普及推广使用。开发有效安全的广谱性抗病毒小分子药物是应对不同类型埃博拉病毒和其他丝状病毒感染的重要研究方向。
科学家已经发现，埃博拉病毒基因组的转录与复制过程由病毒聚合酶蛋白L和其他辅助蛋白形成的复合物来共同完成。由于聚合酶复合物在不同的丝状病毒中具有高度保守性，是非常理想的广谱性抗病毒药物开发靶点。
此前的研究还发现瑞德西韦和法比拉韦，这两个针对埃博拉病毒聚合酶的核苷类小分子药物具有良好的体外抗病毒活性。然而，其临床效果却并不理想。目前，临床上尚未有批准可用于治疗埃博拉病毒感染的小分子药物。
那么，现有的靶向聚合酶药物如何进行结构优化？能否针对聚合酶保守位点开发新的药物来治疗埃博拉病毒病？
回答这些问题，迫切要求研究人员弄清楚埃博拉病毒的复制机制。
埃博拉病毒属于丝状病毒科，基因组为不分节段的负链RNA，长约19 kb，包含7个开放阅读框。过去近10年，科学家对这种病毒的复杂结构已经有了一些了解，比如它的RNA基因组被核蛋白（NP）包裹，形成核糖核蛋白复合体（RNP），进一步与聚合酶蛋白（L）、病毒辅助蛋白（VP35）、转录激活蛋白（VP30）和核衣壳相关蛋白（VP24）结合，形成螺旋状核衣壳结构，并被基质蛋白（VP40）环绕，进一步与病毒表面GP蛋白形成完整病毒颗粒。
解析埃博拉病毒聚合酶的三维结构却是全球病毒学家面临的一个挑战。经过多年的尝试摸索，施一与高福合作研究团队成功表达纯化获得了埃博拉病毒聚合酶复合物蛋白（L-VP35复合物），并利用冷冻电镜技术解析其高分辨率三维结构。他们发现，埃博拉病毒的聚合酶L蛋白会与VP35蛋白四聚体形成稳定的复合物，进行病毒基因组复制和转录。
那么，L-VP35聚合酶复合物如何介导这一功能呢？研究团队在原子层面对这个问题进行了深入探索。
入微：揭开“共舞”机制
通过深入观察，研究团队对聚合酶复合物的动态构象变化有了微观水平的了解。
作为病毒“复制机器”的核心，聚合酶在生成子代RNA的过程中涉及到多种构象变化，从而促进产物顺利合成，其中最重要的构象变化是从起始态到延伸态的转变。
此前的研究表明，聚合酶从起始状态进入到延伸状态时，酶活中心的两个关键结构元件——启动环（priming loop）和支撑螺旋（supporting helix）必须发生巨大的构象调整，才能保证产物链有足够的空间进行延伸。否则，就会与产物链发生空间位阻。
研究者通过改变冷冻电镜的制样条件，捕捉到了埃博拉病毒聚合酶处于延伸状态时的精细结构。他们发现，在处于延伸构象时，启动环完全缩回到加帽结构域，而支撑螺旋也会远离聚合酶的活性中心，从而为模板/产物双链RNA提供足够的空间进行延伸。
那么，病毒VP35蛋白如何与L聚合酶“共舞”呢？
研究发现，在病毒复制过程中，VP35会像“桥梁”一样，起到连接L蛋白和病毒RNP的功能。“当L聚合酶进行病毒基因组复制时，是以螺旋形的RNP为模板，而不是以裸露的RNA为模板，这时VP35主要行使的是分子伴侣功能，介导L聚合酶以RNP为单元进行复制。”施一说。
他向《中国科学报》解释，VP35四聚体除了中间的寡聚化结构域，两头分别有四个N端（氨基端）结构域和四个C端（羧基端）结构域，其中一个C端结合到L蛋白上，进一步稳定L聚合酶与VP35四聚体的结合，同时另外七个端会像“八爪鱼的触角”一样，帮助L聚合酶在RNP结构上发生滑动，以及结合单体状态下的病毒RNP蛋白，阻止其与宿主RNA发生非特异性相互作用，保证单体NP蛋白能够用于子代RNP的生成。
“如果没有VP35，L聚合酶蛋白就没法进行基因组复制和转录过程。”施一表示，如果能够阻断L蛋白和VP35的结合，病毒将无法复制。
洞见：指导药物设计与优化
开发能有效抑制埃博拉病毒的小分子药物一直是国际热点，也是难点。
施一表示，了解L-VP35复合物相互作用界面的分子细节，为进一步开发靶向聚合酶的药物提供了新的靶点以及重要指导信息。
据介绍，埃博拉病毒聚合酶活性结构域和加帽结构域与呼吸道合胞病毒（RSV）和狂犬病毒（RABV）等其他（基因组）不分节段的负链RNA病毒聚合酶结构相似，说明这类病毒聚合酶在进化过程中具有保守性。
值得注意的是，研究者指出，埃博拉病毒聚合酶的N端结构域区域具有一个丝状病毒特有的插入结构域，并在埃博拉病毒聚合酶发挥活性时是必不可少的，可成为潜在的抗病毒药物研发靶点。
此次研究中，研究团队还对百年老药苏拉明体外抗埃博拉病毒活性的分子机制进行了探索。
苏拉明是20世纪初由德国化学家保罗·埃利希首次分离出来的一种无嗅、无味的白色粉末，可溶于生理盐水中，后来被发现可用于治疗多种寄生虫病，从20世纪20年代初被广泛用于治疗非洲昏睡病和盘尾丝虫病等寄生虫病。近年来，科学家发现苏拉明具有抗新冠以及癌症活性。前期初步研究提示苏拉明也具有抗埃博拉病毒活性，但其作用机制不甚清楚。
研究人员通过体外酶活和细胞复制子实验，发现苏拉明能有效地抑制埃博拉病毒聚合酶活性，并进一步利用冷冻电镜技术解析了埃博拉病毒聚合酶与苏拉明的复合物结构，揭示苏拉明是通过结合在聚合酶的NTP进入通道，阻碍底物进入酶活中心而发挥抑制作用。苏拉明药物与L蛋白相互作用的分子细节，为进一步改造和优化苏拉明药物提供了关键参考信息。
“苏拉明是一种潜在的抗病毒药物，这项研究的一个亮点是解析L蛋白与苏拉明的复合物，这可以指导进一步的抗病毒药物设计。”该论文一位审稿人说。另一位同行评审人则表示，埃博拉病毒L蛋白结构信息的缺乏一直是该领域公认的空白，这项研究提供了重要的信息，有助于促进基于结构的抗病毒药物设计。https://t.cn/A6o7Cgr9
【揭开埃博拉病毒“复制机器”的面纱】今年9月，非洲乌干达再次出现新的埃博拉疫情。这意味着埃博拉病毒这把“达摩克利斯之剑”依然悬在头顶，时刻威胁着人们的健康。
科学界一直想研制一款成本低、有利于推广的广谱性抗埃博拉病毒小分子药物，但却缺乏理论指导。埃博拉病毒聚合酶负责病毒基因组复制过程，且具有较高保守性，是研发广谱性药物的重要靶标。但埃博拉病毒聚合酶的分子量大、不稳定、易降解，其三维结构的解析一直是世界性难题。
现在，中国科学院微生物所高福院士团队和施一团队合作，首次解析了埃博拉病毒聚合酶复合物的三维结构，为从分子水平理解埃博拉病毒复制机制奠定了关键理论基础。他们还解析了老药苏拉明能有效抑制埃博拉病毒聚合酶活性的分子机制，为抗埃博拉病毒的药物开发提供了新的靶点和方向。相关研究9月28日发表于《自然》杂志。
现形：结构稳定的“复制机器”
埃博拉病毒病是由埃博拉病毒引起的烈性急性传染病，主要在人或灵长目动物之间传播。自1976年首次在非洲扎伊尔和苏丹被发现后，埃博拉病毒已在非洲肆虐了近50年，暴发过30多次，造成数万人死亡，病死率最高可达90%。
其中，2014-2016年暴发于西非国家的埃博拉疫情，是有史以来最严重的一次，共导致约2.9万人感染，超过1.1万人死亡。2018至2020年暴发于刚果民主共和国的埃博拉疫情也导致3481人感染，2299人死亡。2021年在西非国家几内亚再次发现埃博拉病毒活跃迹象，提示病毒可能存在潜伏感染。
这些数据说明，对埃博拉病毒仍需加强科学研究。
目前，已有两款上市的扎伊尔型埃博拉病毒抗体药物，其作用靶点是埃博拉病毒表面刺突糖蛋白（GP）。
“已上市的抗体药物具有特异性，不能用于治疗其他类型埃博拉病毒以及马尔堡病毒等丝状病毒。此外，病毒表面的GP蛋白在宿主免疫压力下也容易发生免疫逃逸，有可能造成抗体药物效果变差甚至无效。”论文通讯作者施一对《中国科学报》说。
此外，他表示，由于抗体药物制造成本比较高，需要低温储存，不利于在非洲地区普及推广使用。开发有效安全的广谱性抗病毒小分子药物是应对不同类型埃博拉病毒和其他丝状病毒感染的重要研究方向。
科学家已经发现，埃博拉病毒基因组的转录与复制过程由病毒聚合酶蛋白L和其他辅助蛋白形成的复合物来共同完成。由于聚合酶复合物在不同的丝状病毒中具有高度保守性，是非常理想的广谱性抗病毒药物开发靶点。
此前的研究还发现瑞德西韦和法比拉韦，这两个针对埃博拉病毒聚合酶的核苷类小分子药物具有良好的体外抗病毒活性。然而，其临床效果却并不理想。目前，临床上尚未有批准可用于治疗埃博拉病毒感染的小分子药物。
那么，现有的靶向聚合酶药物如何进行结构优化？能否针对聚合酶保守位点开发新的药物来治疗埃博拉病毒病？
回答这些问题，迫切要求研究人员弄清楚埃博拉病毒的复制机制。
埃博拉病毒属于丝状病毒科，基因组为不分节段的负链RNA，长约19 kb，包含7个开放阅读框。过去近10年，科学家对这种病毒的复杂结构已经有了一些了解，比如它的RNA基因组被核蛋白（NP）包裹，形成核糖核蛋白复合体（RNP），进一步与聚合酶蛋白（L）、病毒辅助蛋白（VP35）、转录激活蛋白（VP30）和核衣壳相关蛋白（VP24）结合，形成螺旋状核衣壳结构，并被基质蛋白（VP40）环绕，进一步与病毒表面GP蛋白形成完整病毒颗粒。
解析埃博拉病毒聚合酶的三维结构却是全球病毒学家面临的一个挑战。经过多年的尝试摸索，施一与高福合作研究团队成功表达纯化获得了埃博拉病毒聚合酶复合物蛋白（L-VP35复合物），并利用冷冻电镜技术解析其高分辨率三维结构。他们发现，埃博拉病毒的聚合酶L蛋白会与VP35蛋白四聚体形成稳定的复合物，进行病毒基因组复制和转录。
那么，L-VP35聚合酶复合物如何介导这一功能呢？研究团队在原子层面对这个问题进行了深入探索。
入微：揭开“共舞”机制
通过深入观察，研究团队对聚合酶复合物的动态构象变化有了微观水平的了解。
作为病毒“复制机器”的核心，聚合酶在生成子代RNA的过程中涉及到多种构象变化，从而促进产物顺利合成，其中最重要的构象变化是从起始态到延伸态的转变。
此前的研究表明，聚合酶从起始状态进入到延伸状态时，酶活中心的两个关键结构元件——启动环（priming loop）和支撑螺旋（supporting helix）必须发生巨大的构象调整，才能保证产物链有足够的空间进行延伸。否则，就会与产物链发生空间位阻。
研究者通过改变冷冻电镜的制样条件，捕捉到了埃博拉病毒聚合酶处于延伸状态时的精细结构。他们发现，在处于延伸构象时，启动环完全缩回到加帽结构域，而支撑螺旋也会远离聚合酶的活性中心，从而为模板/产物双链RNA提供足够的空间进行延伸。
那么，病毒VP35蛋白如何与L聚合酶“共舞”呢？
研究发现，在病毒复制过程中，VP35会像“桥梁”一样，起到连接L蛋白和病毒RNP的功能。“当L聚合酶进行病毒基因组复制时，是以螺旋形的RNP为模板，而不是以裸露的RNA为模板，这时VP35主要行使的是分子伴侣功能，介导L聚合酶以RNP为单元进行复制。”施一说。
他向《中国科学报》解释，VP35四聚体除了中间的寡聚化结构域，两头分别有四个N端（氨基端）结构域和四个C端（羧基端）结构域，其中一个C端结合到L蛋白上，进一步稳定L聚合酶与VP35四聚体的结合，同时另外七个端会像“八爪鱼的触角”一样，帮助L聚合酶在RNP结构上发生滑动，以及结合单体状态下的病毒RNP蛋白，阻止其与宿主RNA发生非特异性相互作用，保证单体NP蛋白能够用于子代RNP的生成。
“如果没有VP35，L聚合酶蛋白就没法进行基因组复制和转录过程。”施一表示，如果能够阻断L蛋白和VP35的结合，病毒将无法复制。
洞见：指导药物设计与优化
开发能有效抑制埃博拉病毒的小分子药物一直是国际热点，也是难点。
施一表示，了解L-VP35复合物相互作用界面的分子细节，为进一步开发靶向聚合酶的药物提供了新的靶点以及重要指导信息。
据介绍，埃博拉病毒聚合酶活性结构域和加帽结构域与呼吸道合胞病毒（RSV）和狂犬病毒（RABV）等其他（基因组）不分节段的负链RNA病毒聚合酶结构相似，说明这类病毒聚合酶在进化过程中具有保守性。
值得注意的是，研究者指出，埃博拉病毒聚合酶的N端结构域区域具有一个丝状病毒特有的插入结构域，并在埃博拉病毒聚合酶发挥活性时是必不可少的，可成为潜在的抗病毒药物研发靶点。
此次研究中，研究团队还对百年老药苏拉明体外抗埃博拉病毒活性的分子机制进行了探索。
苏拉明是20世纪初由德国化学家保罗·埃利希首次分离出来的一种无嗅、无味的白色粉末，可溶于生理盐水中，后来被发现可用于治疗多种寄生虫病，从20世纪20年代初被广泛用于治疗非洲昏睡病和盘尾丝虫病等寄生虫病。近年来，科学家发现苏拉明具有抗新冠以及癌症活性。前期初步研究提示苏拉明也具有抗埃博拉病毒活性，但其作用机制不甚清楚。
研究人员通过体外酶活和细胞复制子实验，发现苏拉明能有效地抑制埃博拉病毒聚合酶活性，并进一步利用冷冻电镜技术解析了埃博拉病毒聚合酶与苏拉明的复合物结构，揭示苏拉明是通过结合在聚合酶的NTP进入通道，阻碍底物进入酶活中心而发挥抑制作用。苏拉明药物与L蛋白相互作用的分子细节，为进一步改造和优化苏拉明药物提供了关键参考信息。
“苏拉明是一种潜在的抗病毒药物，这项研究的一个亮点是解析L蛋白与苏拉明的复合物，这可以指导进一步的抗病毒药物设计。”该论文一位审稿人说。另一位同行评审人则表示，埃博拉病毒L蛋白结构信息的缺乏一直是该领域公认的空白，这项研究提供了重要的信息，有助于促进基于结构的抗病毒药物设计。https://t.cn/A6o7Cgr9
科学界一直想研制一款成本低、有利于推广的广谱性抗埃博拉病毒小分子药物，但却缺乏理论指导。埃博拉病毒聚合酶负责病毒基因组复制过程，且具有较高保守性，是研发广谱性药物的重要靶标。但埃博拉病毒聚合酶的分子量大、不稳定、易降解，其三维结构的解析一直是世界性难题。
现在，中国科学院微生物所高福院士团队和施一团队合作，首次解析了埃博拉病毒聚合酶复合物的三维结构，为从分子水平理解埃博拉病毒复制机制奠定了关键理论基础。他们还解析了老药苏拉明能有效抑制埃博拉病毒聚合酶活性的分子机制，为抗埃博拉病毒的药物开发提供了新的靶点和方向。相关研究9月28日发表于《自然》杂志。
现形：结构稳定的“复制机器”
埃博拉病毒病是由埃博拉病毒引起的烈性急性传染病，主要在人或灵长目动物之间传播。自1976年首次在非洲扎伊尔和苏丹被发现后，埃博拉病毒已在非洲肆虐了近50年，暴发过30多次，造成数万人死亡，病死率最高可达90%。
其中，2014-2016年暴发于西非国家的埃博拉疫情，是有史以来最严重的一次，共导致约2.9万人感染，超过1.1万人死亡。2018至2020年暴发于刚果民主共和国的埃博拉疫情也导致3481人感染，2299人死亡。2021年在西非国家几内亚再次发现埃博拉病毒活跃迹象，提示病毒可能存在潜伏感染。
这些数据说明，对埃博拉病毒仍需加强科学研究。
目前，已有两款上市的扎伊尔型埃博拉病毒抗体药物，其作用靶点是埃博拉病毒表面刺突糖蛋白（GP）。
“已上市的抗体药物具有特异性，不能用于治疗其他类型埃博拉病毒以及马尔堡病毒等丝状病毒。此外，病毒表面的GP蛋白在宿主免疫压力下也容易发生免疫逃逸，有可能造成抗体药物效果变差甚至无效。”论文通讯作者施一对《中国科学报》说。
此外，他表示，由于抗体药物制造成本比较高，需要低温储存，不利于在非洲地区普及推广使用。开发有效安全的广谱性抗病毒小分子药物是应对不同类型埃博拉病毒和其他丝状病毒感染的重要研究方向。
科学家已经发现，埃博拉病毒基因组的转录与复制过程由病毒聚合酶蛋白L和其他辅助蛋白形成的复合物来共同完成。由于聚合酶复合物在不同的丝状病毒中具有高度保守性，是非常理想的广谱性抗病毒药物开发靶点。
此前的研究还发现瑞德西韦和法比拉韦，这两个针对埃博拉病毒聚合酶的核苷类小分子药物具有良好的体外抗病毒活性。然而，其临床效果却并不理想。目前，临床上尚未有批准可用于治疗埃博拉病毒感染的小分子药物。
那么，现有的靶向聚合酶药物如何进行结构优化？能否针对聚合酶保守位点开发新的药物来治疗埃博拉病毒病？
回答这些问题，迫切要求研究人员弄清楚埃博拉病毒的复制机制。
埃博拉病毒属于丝状病毒科，基因组为不分节段的负链RNA，长约19 kb，包含7个开放阅读框。过去近10年，科学家对这种病毒的复杂结构已经有了一些了解，比如它的RNA基因组被核蛋白（NP）包裹，形成核糖核蛋白复合体（RNP），进一步与聚合酶蛋白（L）、病毒辅助蛋白（VP35）、转录激活蛋白（VP30）和核衣壳相关蛋白（VP24）结合，形成螺旋状核衣壳结构，并被基质蛋白（VP40）环绕，进一步与病毒表面GP蛋白形成完整病毒颗粒。
解析埃博拉病毒聚合酶的三维结构却是全球病毒学家面临的一个挑战。经过多年的尝试摸索，施一与高福合作研究团队成功表达纯化获得了埃博拉病毒聚合酶复合物蛋白（L-VP35复合物），并利用冷冻电镜技术解析其高分辨率三维结构。他们发现，埃博拉病毒的聚合酶L蛋白会与VP35蛋白四聚体形成稳定的复合物，进行病毒基因组复制和转录。
那么，L-VP35聚合酶复合物如何介导这一功能呢？研究团队在原子层面对这个问题进行了深入探索。
入微：揭开“共舞”机制
通过深入观察，研究团队对聚合酶复合物的动态构象变化有了微观水平的了解。
作为病毒“复制机器”的核心，聚合酶在生成子代RNA的过程中涉及到多种构象变化，从而促进产物顺利合成，其中最重要的构象变化是从起始态到延伸态的转变。
此前的研究表明，聚合酶从起始状态进入到延伸状态时，酶活中心的两个关键结构元件——启动环（priming loop）和支撑螺旋（supporting helix）必须发生巨大的构象调整，才能保证产物链有足够的空间进行延伸。否则，就会与产物链发生空间位阻。
研究者通过改变冷冻电镜的制样条件，捕捉到了埃博拉病毒聚合酶处于延伸状态时的精细结构。他们发现，在处于延伸构象时，启动环完全缩回到加帽结构域，而支撑螺旋也会远离聚合酶的活性中心，从而为模板/产物双链RNA提供足够的空间进行延伸。
那么，病毒VP35蛋白如何与L聚合酶“共舞”呢？
研究发现，在病毒复制过程中，VP35会像“桥梁”一样，起到连接L蛋白和病毒RNP的功能。“当L聚合酶进行病毒基因组复制时，是以螺旋形的RNP为模板，而不是以裸露的RNA为模板，这时VP35主要行使的是分子伴侣功能，介导L聚合酶以RNP为单元进行复制。”施一说。
他向《中国科学报》解释，VP35四聚体除了中间的寡聚化结构域，两头分别有四个N端（氨基端）结构域和四个C端（羧基端）结构域，其中一个C端结合到L蛋白上，进一步稳定L聚合酶与VP35四聚体的结合，同时另外七个端会像“八爪鱼的触角”一样，帮助L聚合酶在RNP结构上发生滑动，以及结合单体状态下的病毒RNP蛋白，阻止其与宿主RNA发生非特异性相互作用，保证单体NP蛋白能够用于子代RNP的生成。
“如果没有VP35，L聚合酶蛋白就没法进行基因组复制和转录过程。”施一表示，如果能够阻断L蛋白和VP35的结合，病毒将无法复制。
洞见：指导药物设计与优化
开发能有效抑制埃博拉病毒的小分子药物一直是国际热点，也是难点。
施一表示，了解L-VP35复合物相互作用界面的分子细节，为进一步开发靶向聚合酶的药物提供了新的靶点以及重要指导信息。
据介绍，埃博拉病毒聚合酶活性结构域和加帽结构域与呼吸道合胞病毒（RSV）和狂犬病毒（RABV）等其他（基因组）不分节段的负链RNA病毒聚合酶结构相似，说明这类病毒聚合酶在进化过程中具有保守性。
值得注意的是，研究者指出，埃博拉病毒聚合酶的N端结构域区域具有一个丝状病毒特有的插入结构域，并在埃博拉病毒聚合酶发挥活性时是必不可少的，可成为潜在的抗病毒药物研发靶点。
此次研究中，研究团队还对百年老药苏拉明体外抗埃博拉病毒活性的分子机制进行了探索。
苏拉明是20世纪初由德国化学家保罗·埃利希首次分离出来的一种无嗅、无味的白色粉末，可溶于生理盐水中，后来被发现可用于治疗多种寄生虫病，从20世纪20年代初被广泛用于治疗非洲昏睡病和盘尾丝虫病等寄生虫病。近年来，科学家发现苏拉明具有抗新冠以及癌症活性。前期初步研究提示苏拉明也具有抗埃博拉病毒活性，但其作用机制不甚清楚。
研究人员通过体外酶活和细胞复制子实验，发现苏拉明能有效地抑制埃博拉病毒聚合酶活性，并进一步利用冷冻电镜技术解析了埃博拉病毒聚合酶与苏拉明的复合物结构，揭示苏拉明是通过结合在聚合酶的NTP进入通道，阻碍底物进入酶活中心而发挥抑制作用。苏拉明药物与L蛋白相互作用的分子细节，为进一步改造和优化苏拉明药物提供了关键参考信息。
“苏拉明是一种潜在的抗病毒药物，这项研究的一个亮点是解析L蛋白与苏拉明的复合物，这可以指导进一步的抗病毒药物设计。”该论文一位审稿人说。另一位同行评审人则表示，埃博拉病毒L蛋白结构信息的缺乏一直是该领域公认的空白，这项研究提供了重要的信息，有助于促进基于结构的抗病毒药物设计。https://t.cn/A6o7Cgr9
美托洛尔，心脏病的好帮手，您用对了吗？
美托洛尔不就是降血压的吗？
您太小瞧它啦~
美托洛尔是心血管领域应用最广泛的药物之一。它属于β受体阻滞剂，具有减慢心率，降低血压，减少心肌耗氧量，控制心绞痛的发展以及改善心衰预后等作用。下面我们走近美托洛尔，好好认识一下这个不容小觑的药物。
01
美托洛尔适用于治疗哪些疾病？
1、高血压
美托洛尔是六大基础降压药之一。高血压合并心率快，首选美托洛尔，因为它不但能降压，还能减慢心率。当然，如果高血压合并心衰、冠心病、快速心律失常，美托洛尔也是首选。
2、冠心病、心绞痛和心肌梗死
心绞痛发作的一个原因就是心率快。即使心率控制好了，但血压降不下来，心绞痛也是很难控制的，并且易复发。美托洛尔不仅能有效地控制心率，而且能够协助降压，心率、血压达标后，心绞痛就会得到明显控制。急性心肌梗死时，我们应尽早使用美托洛尔，可降低心肌梗死死亡率，可使死亡率下降30%~40%。
3、心衰
任何原因引起的心衰，如冠心病、风心病、瓣膜病、高血压等疾病引起的心衰，只要没有禁忌症，均可用美托洛尔来治疗，能显著降低心衰患者死亡率。
4、快速型心律失常
适用于各种性质的早搏，房性快速心律失常，室上性快速心律失常。相对于其他抗心律失常药来说，美托洛尔的副作用较小，较少引起心脏抑制。
5、美托洛尔在治疗主动脉夹层时发挥巨大作用，它还可用于治疗甲亢
总的来说，美托洛尔是一个应用广泛，相对副作用小，能够降低心血管疾病死亡率的药。
02
哪些人不能使用美托洛尔？
美托洛尔虽好，但它不是万能的，并不是所有的心血管疾病都可以用美托洛尔来治疗，它也有禁忌症。下列情况患者禁用美托洛尔：
1、 心源性休克
2、 病态窦房结综合征，Ⅱ/Ⅲ度房室传导阻滞
3、 不稳定的、失代偿性心力衰竭
4、 有症状的心动过缓或低血压
5、 伴有坏疽危险的严重外周血管疾病
03
美托洛尔制剂有哪些？有什么区别？
临床常用的的美托洛尔有普通片和缓释片两种，通用名分别叫酒石酸美托洛尔片和琥珀酸美托洛尔缓释片。
1、 普通片短效，维持时间短，每天至少服药两次才能维持药效；缓释片长效，维持时间长，一天吃一次即可，患者依从性高。
2、 普通片应空腹（餐前）服用，因为食物可使本药的生物利用度增加40%，易引发心动过缓，但空腹服用能维持较稳定的血药浓度；而缓释片不受食物的影响，餐前餐后服用均可。
3、 正在吃酒石酸美托洛尔片，如何转换成等效的琥珀酸美托洛尔缓释片，一直是大众关心的一个问题。我们一般是按照等计量替换原则：1片47.5㎎ 琥珀酸美托洛尔≈2片25㎎ 酒石酸美托洛尔≈1片50㎎ 酒石酸美托洛尔
提醒大家，两种美托洛尔不同剂型如果相互替换，一定要在医生和药师的指导下进行，切勿自行调药。
总的来看，缓释片的作用更加持久，降压更加平稳，服药方便，所以目前缓释片应用更加广泛。当然，缓释片的价格稍贵一些。
04
使用美托洛尔时，需要注意哪些问题？
1、服用琥珀酸美托洛尔缓释片时，必须整片吞服或沿刻痕掰开服用，但不能咀嚼或压碎。
2、美托洛尔整体的用药原则是从小剂量开始，逐渐加量到理想剂量。这样可使心脏有足够的时间适应。理想剂量因人而异，是根据每个人的血压和心率决定的。因为每个人的病情不一样，基础心率不一样，对药物反应不一样，所以每个人加美托洛尔的量也就不一样。需要加量至心率达标，所谓的目标心率就是休息时心率55~60次/分钟。
3、不要擅自停药，如要停药，须逐渐减少剂量。一般于7~10天内撤除，至少也要经过3天。骤然停药可致病情恶化，出现心绞痛、心肌梗死、室性心动过速等停药反应。
4、遵照医生的指导服药，不可随意自行增减剂量。加大使用剂量时，需要监测心率，心率不低于55次/分钟。
5、用于治疗慢性心力衰竭时，应在常规抗心衰（强心、利尿、扩血管）治疗基础上加用。
6、美托洛尔会引起眩晕和疲劳，因此驾驶和操作机械时应慎用。
7、慢性阻塞性肺病与支气管哮喘患者应慎用。可能会引起支气管痉挛，加重哮喘。以小剂量为宜或同时给予足够的扩支气管药物治疗。
8、美托洛尔对胎儿和新生儿可产生不利影响（尤其是心动过缓）。妊娠期妇女不可使用；哺乳期妇女慎用，停药或停止哺乳。
05
长期服用美托洛尔有哪些副作用？
是药三分毒，美托洛尔也不例外。有少部分患者在服用美托洛尔时出现了不良反应，其发生率较低，约10%，通常与剂量有关。
1、心血管方面：心率减慢、传导阻滞、血压降低、心衰加重。使用美托洛尔的患者需要监测自己的心率、血压、脉搏。
2、消化系统方面：恶心、腹泻、便秘。
3、可引起疲乏、眩晕、抑郁、头痛、多梦、失眠等。
4、可引起支气管痉挛，使慢性阻塞性肺病和哮喘的肺部疾病加重。因此，慢性阻塞性肺病和哮喘患者慎用。
5、可引起外周血管痉挛，加重外周血管缺血，导致四肢冰冷、脉搏不能触及、雷诺现象等。
6、影响糖代谢，使血糖升高，并可能掩盖和延长降糖治疗过程中的低血糖反应。在使用过程中需监测血糖，糖尿病患者慎用。
7、影响男性性功能，尤其是大剂量使用可致勃起障碍。
06
药物出现副作用，还要不要服用？
主要还是看治疗获益和副作用的身体耐受性的一个平衡。比如说，服药后出现了轻微的头晕、疲乏，但确实因为治疗心绞痛，必须长期服用这个药物的话，就应该坚持服用。如果服用后出现了严重的副作用，那么应立即咨询医生意见，考虑停药或换药。
07
如何消减美托洛尔带来的副作用呢？
这就要求我们在用药期间严格遵照医嘱，相关的用药禁忌需谨记，例如用药时间、剂量，用药过程中的饮食注意事项（忌辛辣、油腻）等。了解美托洛尔的副作用，发现异常情况，及时咨询医生和药师的意见，合理用药，将药物带来的身体损伤降到最低，用最少的药物解决更多的问题。
最后，需要提醒大家的是，每一位高血压患者的特点都不一样，有的收缩压高，有的舒张压高，有的心率快，有的心率慢，有的有糖尿病，有的有痛风……所以不可随意自行用药，别人的经验也不能拿来就用，这不仅不能治病，还有可能发生严重的不良反应。因此应该及时就医，让医生帮您选择药物，服药后自己在家监测血压、心率，在下次门诊随访时连同服药后的症状变化反馈给医生和药师，调整用药，逐步帮您把血压、心率控制在目标值以内，又可最大限度的避免不良反应的发生。
美托洛尔不就是降血压的吗？
您太小瞧它啦~
美托洛尔是心血管领域应用最广泛的药物之一。它属于β受体阻滞剂，具有减慢心率，降低血压，减少心肌耗氧量，控制心绞痛的发展以及改善心衰预后等作用。下面我们走近美托洛尔，好好认识一下这个不容小觑的药物。
01
美托洛尔适用于治疗哪些疾病？
1、高血压
美托洛尔是六大基础降压药之一。高血压合并心率快，首选美托洛尔，因为它不但能降压，还能减慢心率。当然，如果高血压合并心衰、冠心病、快速心律失常，美托洛尔也是首选。
2、冠心病、心绞痛和心肌梗死
心绞痛发作的一个原因就是心率快。即使心率控制好了，但血压降不下来，心绞痛也是很难控制的，并且易复发。美托洛尔不仅能有效地控制心率，而且能够协助降压，心率、血压达标后，心绞痛就会得到明显控制。急性心肌梗死时，我们应尽早使用美托洛尔，可降低心肌梗死死亡率，可使死亡率下降30%~40%。
3、心衰
任何原因引起的心衰，如冠心病、风心病、瓣膜病、高血压等疾病引起的心衰，只要没有禁忌症，均可用美托洛尔来治疗，能显著降低心衰患者死亡率。
4、快速型心律失常
适用于各种性质的早搏，房性快速心律失常，室上性快速心律失常。相对于其他抗心律失常药来说，美托洛尔的副作用较小，较少引起心脏抑制。
5、美托洛尔在治疗主动脉夹层时发挥巨大作用，它还可用于治疗甲亢
总的来说，美托洛尔是一个应用广泛，相对副作用小，能够降低心血管疾病死亡率的药。
02
哪些人不能使用美托洛尔？
美托洛尔虽好，但它不是万能的，并不是所有的心血管疾病都可以用美托洛尔来治疗，它也有禁忌症。下列情况患者禁用美托洛尔：
1、 心源性休克
2、 病态窦房结综合征，Ⅱ/Ⅲ度房室传导阻滞
3、 不稳定的、失代偿性心力衰竭
4、 有症状的心动过缓或低血压
5、 伴有坏疽危险的严重外周血管疾病
03
美托洛尔制剂有哪些？有什么区别？
临床常用的的美托洛尔有普通片和缓释片两种，通用名分别叫酒石酸美托洛尔片和琥珀酸美托洛尔缓释片。
1、 普通片短效，维持时间短，每天至少服药两次才能维持药效；缓释片长效，维持时间长，一天吃一次即可，患者依从性高。
2、 普通片应空腹（餐前）服用，因为食物可使本药的生物利用度增加40%，易引发心动过缓，但空腹服用能维持较稳定的血药浓度；而缓释片不受食物的影响，餐前餐后服用均可。
3、 正在吃酒石酸美托洛尔片，如何转换成等效的琥珀酸美托洛尔缓释片，一直是大众关心的一个问题。我们一般是按照等计量替换原则：1片47.5㎎ 琥珀酸美托洛尔≈2片25㎎ 酒石酸美托洛尔≈1片50㎎ 酒石酸美托洛尔
提醒大家，两种美托洛尔不同剂型如果相互替换，一定要在医生和药师的指导下进行，切勿自行调药。
总的来看，缓释片的作用更加持久，降压更加平稳，服药方便，所以目前缓释片应用更加广泛。当然，缓释片的价格稍贵一些。
04
使用美托洛尔时，需要注意哪些问题？
1、服用琥珀酸美托洛尔缓释片时，必须整片吞服或沿刻痕掰开服用，但不能咀嚼或压碎。
2、美托洛尔整体的用药原则是从小剂量开始，逐渐加量到理想剂量。这样可使心脏有足够的时间适应。理想剂量因人而异，是根据每个人的血压和心率决定的。因为每个人的病情不一样，基础心率不一样，对药物反应不一样，所以每个人加美托洛尔的量也就不一样。需要加量至心率达标，所谓的目标心率就是休息时心率55~60次/分钟。
3、不要擅自停药，如要停药，须逐渐减少剂量。一般于7~10天内撤除，至少也要经过3天。骤然停药可致病情恶化，出现心绞痛、心肌梗死、室性心动过速等停药反应。
4、遵照医生的指导服药，不可随意自行增减剂量。加大使用剂量时，需要监测心率，心率不低于55次/分钟。
5、用于治疗慢性心力衰竭时，应在常规抗心衰（强心、利尿、扩血管）治疗基础上加用。
6、美托洛尔会引起眩晕和疲劳，因此驾驶和操作机械时应慎用。
7、慢性阻塞性肺病与支气管哮喘患者应慎用。可能会引起支气管痉挛，加重哮喘。以小剂量为宜或同时给予足够的扩支气管药物治疗。
8、美托洛尔对胎儿和新生儿可产生不利影响（尤其是心动过缓）。妊娠期妇女不可使用；哺乳期妇女慎用，停药或停止哺乳。
05
长期服用美托洛尔有哪些副作用？
是药三分毒，美托洛尔也不例外。有少部分患者在服用美托洛尔时出现了不良反应，其发生率较低，约10%，通常与剂量有关。
1、心血管方面：心率减慢、传导阻滞、血压降低、心衰加重。使用美托洛尔的患者需要监测自己的心率、血压、脉搏。
2、消化系统方面：恶心、腹泻、便秘。
3、可引起疲乏、眩晕、抑郁、头痛、多梦、失眠等。
4、可引起支气管痉挛，使慢性阻塞性肺病和哮喘的肺部疾病加重。因此，慢性阻塞性肺病和哮喘患者慎用。
5、可引起外周血管痉挛，加重外周血管缺血，导致四肢冰冷、脉搏不能触及、雷诺现象等。
6、影响糖代谢，使血糖升高，并可能掩盖和延长降糖治疗过程中的低血糖反应。在使用过程中需监测血糖，糖尿病患者慎用。
7、影响男性性功能，尤其是大剂量使用可致勃起障碍。
06
药物出现副作用，还要不要服用？
主要还是看治疗获益和副作用的身体耐受性的一个平衡。比如说，服药后出现了轻微的头晕、疲乏，但确实因为治疗心绞痛，必须长期服用这个药物的话，就应该坚持服用。如果服用后出现了严重的副作用，那么应立即咨询医生意见，考虑停药或换药。
07
如何消减美托洛尔带来的副作用呢？
这就要求我们在用药期间严格遵照医嘱，相关的用药禁忌需谨记，例如用药时间、剂量，用药过程中的饮食注意事项（忌辛辣、油腻）等。了解美托洛尔的副作用，发现异常情况，及时咨询医生和药师的意见，合理用药，将药物带来的身体损伤降到最低，用最少的药物解决更多的问题。
最后，需要提醒大家的是，每一位高血压患者的特点都不一样，有的收缩压高，有的舒张压高，有的心率快，有的心率慢，有的有糖尿病，有的有痛风……所以不可随意自行用药，别人的经验也不能拿来就用，这不仅不能治病，还有可能发生严重的不良反应。因此应该及时就医，让医生帮您选择药物，服药后自己在家监测血压、心率，在下次门诊随访时连同服药后的症状变化反馈给医生和药师，调整用药，逐步帮您把血压、心率控制在目标值以内，又可最大限度的避免不良反应的发生。
✋热门推荐