科大研究發現愛滋病病毒包膜蛋白的適存度 或有助開發對抗疫苗

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香港科技大學今日(7日)公布,其科研人員與跨學科國際研究團隊,處理1,918名愛滋病病毒帶菌者的蛋白樣本,首次發現一個電腦方程式框架,可分析人類免疫力缺乏病毒、或愛滋病病毒中,一隻關鍵蛋白適宜存活的度數。

該項發現或有助開發對抗疫苗,逼使致命病毒變異成一種特定的形態,最終令其枯竭死亡。

研究團隊包括科大電子及計算機工程學系主任施毅明教授(左)、電子及計算機工程學系兼化學及生物工程學系夏利萊博士副教授Matthew McKay(中),及電子及計算機工程學系的研究助理教授以及科大高等研究院的青年學人雷可業(右)。(科大提供)

衞生署衞生防護中心去年公布,2017年第三季共接獲新增愛滋病病毒感染呈報個案153宗,由1984年起累積達至8,952宗。雖然現今醫學昌明,但持續出現一些能破壞愛滋病病毒的抗體,這些病毒可透過突變,逃避已知的抗體反應,故至今仍未發現有效的愛滋病病毒疫苗。

科大電子及計算機工程學系兼化學及生物工程學系夏利萊博士副教授Matthew McKay,與電子及計算機工程學系研究助理教授、科大高等研究院的青年學人雷可業,連同麻省理工學院的Arup Chakraborty教授及其科研隊員,運用一個電腦程式框架,計算組成愛滋病病毒尖刺上,一種名為gp160多蛋白的適存度。

由科大工程師研發的電腦方程式框架,可計算出愛滋病病毒包膜蛋白的適存度。(科大提供)

電腦程式可提供快速準確研究結果

該適存度是從蛋白序列方式推算出來,有關病毒的健康狀況,即其正確組裝、複製和傳播感染的能力。而掌握病毒的適存度,可為科學家提供重要線索,知悉針對病毒哪一部份的尖刺蛋白,便能逼使其變異成另一種型態,嚴重削弱其健康、複製及繁殖的能力。是次研究成果已於上月,在國際權威科學期刊《美國國家科學院院刊》上發表。
雷教授透露,該研究需要估計的參數接近440萬個,「如果沒有運用大數據,根本無法進行這樣的預測。」McKay教授則強調,電腦方程式可提供快速和準確的研究結果,並協助生物學家提出新的免疫原和疫苗接種方案,以逼使病毒為逃避免疫反應而變異至不健康的狀態,「這也許能阻止、或限制病毒感染。除了HIV-gp160的應用外,我們的方法還可用於識別其他多變病毒蛋白質的適存度,例如丙型肝炎病毒等。」

科大指,,要排列出愛滋病病毒包膜蛋白gp160的適存度,比排列該病毒的其他蛋白更具挑戰性,因gp160的一級序列較其他蛋白長兩倍以上,變化幅度亦最大。研究團隊處理來自1,918名愛滋病病毒帶菌者、815個蛋白殘基及20,043個蛋白序列樣本,並比較各種實驗測量值以驗證他們所推斷的適存度結果。

愛滋病病毒包膜蛋白gp160的一級序列不但較其他蛋白長兩倍以上,變化幅度亦最大。(科大提供)



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