病毒侵害植物、动物和人。病毒之核糖核酸病毒能引起人从头到脚的疾病,如病毒性脑膜炎、甲型肝炎、流行性脊髓灰质炎和普通感冒。现在,感冒病毒和脊髓灰质炎病毒的三维原子结构已能确定,这两种动物病毒最近已搞清《自然》、《科学》都在十天内宣布了这一发现,叙述了这一重要进展,即已具有预防这些和另一些能引起感染的病毒的认识,以及免疫系统怎样工作的新知识。
其中有一个研究组正在调查Ⅰ型脊髓灰质炎病毒(目前已知有三种类型脊髓灰质炎病毒)。这一小组负责人是斯克利浦斯附属医院研究所的分子生物学家詹姆斯 · 霍格尔(James Hogle)。波丢大学的生物学教授H · 迈克尔 · 罗斯麦恩(Michael Rossmann,Hanley)领导另二小组解决了人类鼻病毒十四型的结构,它被认为是引起感冒的数百种病毒之一。这两个小组独立工作,却经常保持联系。
1984年底,这两种病毒被发现,它们比原来认为的更为相似。霍格尔说:“它们被分成不同的种类,原因是它们能引起不同的疾病。脊髓灰质炎病毒残存在胃里,在稳定的酸性条件下,甚至会影响肠子;而鼻病毒不是这样,它影响上呼吸道。”还有一个研究小组,组长是诺贝尔奖金获得者,生物学家大卫 · 巴尔第摩(David Baltimore),他们搞清了核糖核酸病毒基因的顺序,并用动物做了试验。霍格尔说:“这两种病毒结构非常相似,在进化论里,脊髓灰质炎病毒和鼻病毒关系相近。”罗斯麦恩认为两种病毒可能是一个祖先进化而来,这一祖先可能是植物病毒,或是更古老的病毒。
这两种病毒表面形状都是二十四面体,像足球一样,足球是二十面体,每个面是个小三角形。每个病毒外层是蛋白质,里层是核糖核酸,外层由六十个大蛋白质分子组成,里层由六十个小蛋白质分子组成。
活着的病毒是这样侵害人体的。由于它能连续变化位于它表面的抗原结构而战胜免疫系统,或者附着在宿主的抗体上。这时抗体阻碍和束缚住病毒,并使病毒死亡。假如病毒逃掉,它就侵占一个细胞,吸取营养,自己繁殖,使繁殖出的病毒占领更多的细胞。
其次,最引人注目的是即将进行的研究,即研究病毒的表面形状。表层有约束宿主细胞并使其感染的神经末梢和抗原质,因为宿主的抗体是裸露的,所以搞清病毒的表面形状是有用的。罗斯麦恩说,脊髓灰质炎病毒和鼻病毒“表面的二十个小平面(应为二十四个小平面)都有一个大峡谷或裂缝,我们认为正是这些约束神经末梢的,关于这点我们还没有直接的证据。但是,病毒表面形状在不断地变化,以使其不受宿主抗体的干扰,它必然要维持其特性。”——即它可能继续约束住细胞而进一步感染。罗斯麦恩说:“我们的理论是,脊髓灰质炎病毒必须经常把神经末梢深藏在一条峡谷里。”这一峡谷太窄,以致宿主的抗体难以进入。霍格尔却认为脊髓灰质炎病毒的神经末梢即不在宿主体内,也不在峡谷之中,这是一个引人注意的假说。
如果罗斯麦恩的看法是正确的,最后就可以人工合成分子,小到能够进入峡谷里,模仿宿主细胞的神经末梢,约束住病毒的神经末梢,在这一点上预防感染。如果所有鼻病毒也有一个相似的神经末梢,那么渴望已久的治疗普通感冒的特效法就有了。
决定病毒的结构,用的是两组正在生长的病毒体,然后在X射线下旋转一个病毒体,他们这样就获得了一组衍射曲线,在计算机里进行积分计算,结果是一个三维模型,显示出完整的原子结构。
孙家明编自[Science Digest,1986年第1期]