宅在家里玩科学！分享你的奇思妙想！新冠病毒的复制和神药Remdesivir的作用机理

  在这个特殊时期，中国青辅协推出科技辅导员充电计划。为足不出户的科技辅导员搜集整理科技专家讲座，科学动手做活动，科普活动案例等丰富多彩的内容。

  “宅在家里玩科学！分享你的奇思妙想！”征集活动自2月3日开始已经陆续收到各位大朋友和小朋友的稿件了，即日起我们会遴选一些精彩的内容分享给大家。

  今天让我们来听听中国人民大学附属中学的高级老师、同时也是咱们全国高级科技辅导员——和渊老师给咱们讲讲有关新冠病毒的知识。

  各位同学大家好，新冠病毒肆虐，让我们只可以在家里学习，而不能来上学。今天我特意给大家准备了一些关于新冠病毒的知识让大家探索一下。

  2019新冠病毒（2019-nCoV），novel coronavirus，因为外面的样子长得特别像皇冠而命名。这个皇冠很厉害，它是病毒表面的刺突蛋白，负责专门识别并结合人的粘膜表面的ACE2受体，然后被内吞泡介导进入人的粘膜细胞，使得人感染肺炎。

  大家都知道新冠病毒是一个RNA病毒。在生活中，大家最熟悉的RNA病毒其实是HIV病毒，这两个病毒看起来样子还是有点像的，都有一个带有识别蛋白的脂双层包裹着病毒自身的遗传物质。不过不同的是，新冠病毒的RNA单链非常长，而且外面包了N蛋白。而HIV是两条较短的单链RNA。

  那新冠病毒要这么长的RNA干什么呢？因为它要自己的RNA聚合酶，而这个蛋白很大，因此就需要很长的模板。新冠病毒的RNA是正链RNA，意思是当它进入人体细胞的细胞质中后，就可以马上结合核糖体，作为模板启动翻译的过程。于是，人体细胞就会在新冠病毒的这条正链RNA的指挥下，合成出病毒自身的RNA 聚合酶，这就完成的新冠病毒侵染后的第一步，也是最重要的一步。

  之后，在RNA聚合酶的作用下，病毒合成了与正链互补的负链RNA，就是图上显示的这条绿色的RNA。同学们在想，这时候要负链的RNA干什么用呢？做模板！对的，这条负链的RNA将作为后续转录形成小mRNA并且翻译成蛋白质的模板，只不过这样一个时间段形成的蛋白质就不再是RNA聚合酶了，而是RNA外面包着的N蛋白。新合成的N蛋白会和新合成的病毒全长RNA组装在一起形成新的病毒。

  而这与我们之前学过的HIV的侵染过程是不同的。HIV是一个逆转录病毒，它进入到辅助性T细胞中后需要逆转录形成双链的DNA，然后进入细胞核整合到人体细胞的染色体后才发生转录和复制的过程。

  那最近大火的药物瑞得西韦 (Remdesivir)为什么被称为是神药呢？其实，瑞得西韦是一种广谱抗病毒药物，它最开始是针对于埃博拉病毒进行研制的。它在治疗新冠病毒上的使用是始于美国。当时，从武汉返回美国的35岁华裔男性作为美国第一例新冠病毒感染者其病情不断恶化，出于“同情性用药”的目的，治疗团队在该患者入院后的第七天使用了静脉注射瑞得西韦。（注意:“同情性用药”Compassionate use 指的是在患者重病、无已经获批准的药物可用、主治医生评估用药可能获益，且药企同意提供药物的前提下，对患者使用还未获得批准的药物。）用药后的次日，患者的临床情况出现好转，症状极大减轻，不会再使用呼吸机，自行呼吸时的血氧饱和度达到了最高96%。新英格兰医学杂志上也对此确定诊出的病例进行了治疗全记录。同时，Gilead 公司在1月31日宣布瑞得西韦在体内和体外对 SARS、MERS 等同为冠状病毒家族的病毒在呼吸道上皮细胞中的复制有着较强的抑制效果。

  那为什么瑞得西韦能起到抑制病毒的作用呢？为了让同学们更理解这样的一个问题，我们再回顾一下HIV的抑制剂。HIV的抑制剂叠氮脱氧胸苷（AZT），是一种核苷的类似物，它可以替代胸苷插入HIV的cDNA中，从而造成cDNA的末端合成终止，因此就抑制了HIV逆转录过程的发生。由于它对人细胞复制的抑制作用明显低于对HIV的抑制作用，所以不可能影响人正常细胞的复制。同理，瑞德西韦也是一种核苷类似物，进入细胞内也会被病毒的RNA聚合酶所利用，同时由于它对人类RNA 聚合酶II和线粒体RNA聚合酶的亲和力较低，因此导致了它能抑制新冠病毒的活性。

  那这么好的药，为啥不直接应用于临床呢？因为所有用在人身上的药物，都要经过严格的审批程序。生物制药开发需要从基础研究、靶标发现、药物设计、临床前动物实验、一期临床、二期临床、三期临床、审批和上市等阶段组成。这次从Gilead拿来的药我们实际上已经加快了进程，由中日友好医院的王辰院士领衔，立即进入了三期临床的阶段。但这仍旧需要一些时间，因为实验要采取随机+双盲+安慰剂对照的方法，这是目前最科学的人体临床实验研究。所谓双盲就是受试者与参与医生谁不知道受试者服用的是安慰剂还是测试药物。所谓随机就是将招募后的入组受试者随机分成几个组，一组不给药，只给安慰剂，另外几组给不同剂量的抗病毒药物。试验结束后，数据再汇总分析，看看药物是否有效。之前的个案患者有效只是个案，没有统计学意义。

  那既然小分子药物需要这么长的周期，为啥不开发疫苗呢？可防止宫颈癌的HPV疫苗和乙肝疫苗不就十分有效吗？疫苗开发的路更漫长。让我们期待瑞得西韦的好结果吧！

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