2022科研新知|靈芝孢子免疫調(diào)節(jié)蛋白GMI能干擾新冠病毒入侵宿主細(xì)胞

2022-12-23

眾所周知,新冠病毒會選擇帶有ACE2受體的細(xì)胞進(jìn)行感染。人體很多組織細(xì)胞乃至血管都有ACE2,特別是新冠病毒入侵人體最主要的入口——從鼻腔,經(jīng)咽喉,到肺部的呼吸道。來自中國臺灣陽明交通大學(xué)林東毅副教授、蔡明翰助理教授發(fā)表的最新研究顯示,靈芝孢子的免疫調(diào)節(jié)蛋白(簡稱GMI)除了能讓細(xì)胞收起ACE2,使病毒不得其門而入,還可順便干擾病毒,增加病毒進(jìn)入細(xì)胞的困難度。


目前對于新冠肺炎(COVID-19)的防范主要做法有二,其一是透過檢疫(篩檢)、隔離、戴口罩、勤洗手等等減少接觸病毒的機(jī)會,其二則是藉由接種疫苗、自然感染提升抗病毒免疫力。其中后者尤為重中之重,問題是新冠病毒(SARS-CoV-2)每變異一次,逃脫免疫的能力就增一分,讓人不禁要想是否還有第三種方法可用,而這個方法可以既不怕病毒變異,也不需以經(jīng)濟(jì)為代價,還能防范得很精準(zhǔn)?


靈芝孢子免疫調(diào)節(jié)蛋白GMI

把新冠病毒入侵細(xì)胞的唯一大門

ACE2受體“變不見”


今年(2022)五月,由中國臺灣陽明交通大學(xué)傳統(tǒng)醫(yī)藥研究所林東毅副教授、微生物暨免疫學(xué)研究所蔡明翰助理教授領(lǐng)銜發(fā)表在《Phytomedicine》(植物醫(yī)學(xué)期刊)的研究成果,很可能可以幫我們實現(xiàn)“第三個愿望”。因為該研究證實,簡稱為GMI的靈芝孢子免疫調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)(Ganoderma microsporumimmunomodulatory protein)可以在不傷害人類細(xì)胞存活的前提下,把原本掛在細(xì)胞外的ACE2受體“變不見”。


由于ACE2是新冠病毒入侵細(xì)胞的唯一大門,新冠病毒不管怎么變都必須用“棘蛋白”這把鑰匙從ACE2開門進(jìn)來,因此當(dāng)“門”都沒有了,病毒有再多把“鑰匙”也不得其門而入,細(xì)胞也就安全了。


研究者利用“帶有新冠病毒棘蛋白的假病毒”和“大量表現(xiàn)ACE2受體的人類細(xì)胞”,在體外模擬GMI防止新冠病毒感染細(xì)胞的情形。結(jié)果顯示,只需極少量的GMI,就能讓細(xì)胞的ACE2受體數(shù)量和病毒感染率減少一半以上。


研究人員先將GMI進(jìn)行霧化處理,再讓小鼠置身其中,模擬GMI通過呼吸道進(jìn)入肺部的情形。之所以選擇“用吸的”給予GMI是因為新冠病毒主要透過呼吸道傳染,如果能在入口處就把病毒擋下來,病毒跑到細(xì)胞裡繁殖的可能性就會降低,隨著病毒在體內(nèi)擴(kuò)散而使重要組織器官受到侵犯的問題也就能夠避免,免疫系統(tǒng)為撲滅病毒大軍而激烈發(fā)炎反應(yīng)的情況也比較不易發(fā)生。


結(jié)果顯示,不論是只吸一次或相隔24小時再吸一次GMI(每次30分鐘),都能讓小鼠肺組織的ACE2受體減少60%以上。換算下來,小鼠每公斤體重只需GMI的曝露量達(dá)1125μg(1.125 mg)就能對肺部發(fā)揮全天候的保護(hù)效果,比起一般吃藥、打針?biāo)璧挠行┝?,顯然經(jīng)濟(jì)實惠得多。


那些不見的ACE2都跑哪去了?其實是被細(xì)胞內(nèi)吞到細(xì)胞裡的“資源回收中心”分解再利用。這表示GMI能啟動細(xì)胞內(nèi)吞ACE2的機(jī)制。不過這個影響并非永久性,因為實驗亦觀察到,被GMI(0.6 μM)降至只剩20%的ACE2表現(xiàn)量,在停用GMI之后又會再“長回來”,只是恢復(fù)的速度不快,至少在48小時內(nèi)ACE2的表現(xiàn)量還恢復(fù)不到原來的一半。


由此可知,GMI讓新冠病毒不得其門而入的作用可以持續(xù)一段時間,但GMI并非消滅ACE2,只是在“有需要時”讓它暫時減量一下,影響范圍也僅局限在GMI接觸到的細(xì)胞,所以并不會讓ACE2原本的功能(例如調(diào)節(jié)血壓)在環(huán)環(huán)相扣的生理運作中缺席。


靈芝孢子免疫調(diào)節(jié)蛋白GMI

增加病毒入侵細(xì)胞的困難度


此外本研究還發(fā)現(xiàn),GMI可以“卡”在新冠病毒棘蛋白的S2結(jié)構(gòu)區(qū),進(jìn)而增加病毒入侵細(xì)胞的困難度。雖然GMI透過這個機(jī)制阻止病毒感染細(xì)胞的效果,大概只有透過降低ACE2表現(xiàn)量阻止病毒感染細(xì)胞的效果的三分之一,然而在大部分病毒不得其門而入,僅少部分病毒找得到門路的前提下,GMI用這個作用對病毒加以制肘,應(yīng)可算得上是錦上添花。


比起啟動腸道免疫、黏膜免疫,或是等到病毒進(jìn)到細(xì)胞裡再干擾病毒的複制增生,直接把病毒擋在門外的做法顯然更快,也更能防患于未然。


靈芝孢子免疫調(diào)節(jié)蛋白GMI

可當(dāng)作食品原料和膳食補(bǔ)充成分

發(fā)展前景廣闊


不同于許多只存在實驗室尚不知何時才能實現(xiàn)更不知其副作用為何的“候選新藥”,也不同于混合多種藥材卻很難講清楚有效成分和作用機(jī)制的“方便方”,源自靈芝孢子(Ganoderma microsporum)的GMI則是一個安全性足可當(dāng)作食品原料和膳食補(bǔ)充成分使用的單一蛋白質(zhì),其清楚的胺基酸序列和穩(wěn)定的立體構(gòu)形讓它沒有“被蹚渾水”的灰色帶,只有“存在多少”的絕對值;其無色無味、耐熱耐酸、輕薄短小就有效的特性,讓它沒有“不好用”的束縛,只有“怎么用”的巧思。


從1990年在實驗室被發(fā)現(xiàn),到如今成為藥食同源的典范,GMI嶄露頭角的背后是科研團(tuán)隊數(shù)十年如一日的無私付出。雖說新冠病毒讓人類的步伐全變了調(diào),但也因為這個病毒的出現(xiàn),才讓人們有機(jī)會發(fā)現(xiàn),原來GMI除了可以用吃的、用打的、用擦的,還能用吸的;除了能夠抑制腫瘤、調(diào)節(jié)免疫、修復(fù)肌膚,還能預(yù)防新冠!


據(jù)醫(yī)學(xué)專家推測,新冠病毒要演變成像流感一樣低的殺傷力,還需要兩三個世代的時間。因此,在每隔一段時間就有一款新變種推出的漫長馀生中,到底是要以“零感染”為目標(biāo),追逐永無止境的加強(qiáng)針,強(qiáng)迫免疫系統(tǒng)全壓在一個賭注上,還是要以“感染不發(fā)病,發(fā)病不重癥”為底線,保留免疫系統(tǒng)識時務(wù)再機(jī)動反應(yīng)的彈性,醫(yī)界已經(jīng)開始省思。


所幸,現(xiàn)在我們又多了一種新冠防身術(shù),既能在第一時間啟動細(xì)胞的自我保護(hù)機(jī)制,讓病毒不得其門而入,還能附帶干擾病毒,降低病毒奪門而入的機(jī)會。也許在不久的將來,時不時就看到身邊有人拿著一罐東西在那邊吸一吸或噴一噴,裡面的內(nèi)容物可能就是GMI也說不定。


參考文獻(xiàn):

HsinYeh.GMI,aproteinfromGanodermamicrosporum,inducesACE2degradationtoalleviateinfectionof SARS-CoV-2Spike-pseudotyped virus.Phytomedicine.2022;103:154215.