科学家发现抗病毒药物对流感病毒作用的原理

抗病毒药物通过结合并阻塞感染细胞质子通道，从而阻断A类流感病毒复制和传播。该项研究成果由美国爱荷华州立大学的Mei Hong领衔，并发表在2月4日出版的《Nature》上。

爱荷华州大学化学教授及美国能源部埃姆斯实验室的合作科学家Hong说："我们的研究澄清了前人研究中的矛盾，为抗流感病毒药物研发以及针对最近流行的H1N1流感病毒药物的开发铺了平道路。"

2008年《Nature》上发表了两篇文献，对抗病毒药金刚烷胺结合到流感病毒并阻止其感染健康细胞得出了截然相反的结论。一篇论文通过X射线研究得出结论：药物结合在质子通道的内腔上(通道内表面)，并通过阻塞质子通道来阻止病毒感染。另一篇论文通过核磁共振技术（NMR）得出结论：药物结合在病毒表面质子通道附近蛋白上，并通过间接改变质子通道的结构终止病毒感染。

Hong的研究结论是:如果金刚烷胺在一定的药理学浓度时，它结合于质子通道的内腔。但该论文还报道，当金刚烷胺浓度过高时，药物也能结合于第二位点即：质子通道附近的病毒表面蛋白。

Hong说："我们研究中采用固态核磁共振技术明确地表明，真正的结合位点是在质子通道内腔，当药物浓度过剩时，膜表面结合位点也能被药物结合。而以前的核磁共振研究方案采用200倍浓度的药物，浓度远远过量了，这能解释为什么他们发现的是表面结合位点。解决了这项学术争议，意味着科学家可以设计：以病毒真正结合位点为目标的新药物。"

以下是流感病毒如何利用质子通道以及金刚烷胺如何阻断这一通道的机理：首先病毒结合健康细胞。然后健康细胞将病毒包裹，并通过内吞作用，将其运输入细胞内。一旦进入细胞，病毒利用M2蛋白打开与健康细胞相通的质子通道。质子通过质子通道从健康细胞流入病毒，从而提高了其内部酸度。于是触发了病毒释放遗传物质进入到健康细胞。病毒掠夺健康细胞的资源，并利用其繁殖和扩散。金刚烷胺能结合并阻塞M2质子通道，于是该过程便起不到作用，于是病毒无法感染细胞并扩散。

Hong的研究团队使用医疗磁共振成像技术为原理的固态核磁共振光谱，对质子通道进行研究。该技术为研究人员提供了精细而全面的视角来观察抗病毒药物在质子通道内的作用，展示出在药物结合位点的蛋白质结构，并允许他们对药物和蛋白质之间的距离精确测量。

研究人员还发现，金刚烷胺结合于质子通道时，能在质子通道内旋转。Hong说："这说明着金刚烷胺并没有完全阻塞质子通道。我们有必要发展其他的药物，以更好阻断质子通道内的空间，从而可以防止禽流感及流感病毒耐药逃避的发生。"

爱荷华州立大学化学教授及埃姆斯实验室的高级化学家Klaus Schmidt Rohr，爱荷华州立大学化学系博士后副研究员Sarah Cady，美国宾夕法尼亚大学生物化学教授及生物物理学和化学兼职教授William DeGrado，宾夕法尼亚大学生物化学和生物物理学系博士后研究员Cinque S. Soto，宾夕法尼亚大学化学系研究生Jun Wang等人，为该项研究作出了贡献。

该研究项目得到了美国国家科学基金会和美国国立卫生研究院的资助。