研究人员利用先前用于股市的一种强大的数学工具——随机矩阵理论发现了艾滋病病毒(HIV)的一个致命弱点,这个弱点可望成为艾滋病疫苗或药物的首要攻击目标。研究结果发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上。
Mark Schoofs表示,一项激进的理论认为,HIV疫苗应当避免对病毒发起全面攻击,而是集中于少数几个目标。而上述研究成果让这一理论更有说服力。事实上已经有一组罕见的病人在没有任何药物治疗的情况下能够自然地控制住HIV,而这些“精英抑制者”(elite controllers)所攻击的下是科学家发现的这个弱点。
诺贝尔奖获得者David Balti-more表示,这是一个神奇的科学发现,有助于研究人员了解精英抑制者为什么能将HIV控制住。洛斯阿拉莫斯国家实验室研究HIV变异的专家Bette Kober指出,这个研究成果为HIV疫苗的研究带来了一个“精练的分析策略”。目前是,HIV疫苗研究正处于一个活跃而激动人心的阶段。
众所周知, 在HIV研究过程中最棘手的麻烦之一,是这种病毒极其强大的变异能力。但研究人员发现,HIV的某些部分或某组氨基酸很少发生多重变异。科学家普遍认为HIV需要保持这些区域的完整性。针对这些部位发起攻击就有可能诱骗HIV,如果病毒发生变异, 就会扰乱HIV的内部机理, 然后毁灭;如果病毒未发生变异,它便会毫无防备地受到药物或疫苗的攻击。
这项研究是在Ragon趼究所进行的。Ragon研究所由马萨诸塞州综合医院、麻省理工学院和哈佛大学合办,成立于2009年. 其宗旨是集合各路科学家共同开展艾滋病和其他疾病的研究。
Chakraborty 和 Dahirel博土应用一种叫随机矩阵理论的统计学方法来发现HIV的薄弱部位, 这种方法之前是被用来分析股市的运行变化。研究人员应用随机矩阵理论筛查HIV与突变有关的基因编码,精确地找到了HIV上与已知的HIV结构或功能无关的这样一个位点。研究人员将这个能够容许极少数多重突变的位点称之为 HIV Gag蛋白片段3。
美国国家变态反应与传染性疾病研究所的所长AnthonY Fauci回忆了他们与艾滋病作斗争的三十年的历史,他认为有关HIV的科学研究正处于一个关键性的转折点,有希望能够大大缩小艾滋病在全球的流行规模。
Yeager及其同事在先前的研究中已经证实,HIV的病毒衣壳内鞘具有蜂巢状结构。而Gag蛋白片段3帮助构成蜂巢的边. 一旦蜂巢发生过多的突变. 失去了互锁效应, 整个衣壳结构便随之坍塌。
多年以来,Walker博士对那些罕见的不用药物便可以控制病毒的感染昔 (大约每300例中有1倒)进行了研究,回顾性分析了这些“耩英控制者“体内的病毒遭受到其自身免疫系统攻击的部位,最常见的就是Gag蛋白片段3。
研究人员还发现,即使是无法控制HIV的免疫系统也会频繁地攻击Gag蛋白片段3,但它们往往只是用了有限的力量,而浪费了主更的精力来对付病毒表明那些容易发生突变来躲避攻击的部位。这一结果暗示了一个最重要的假设,即疫苗不应该是诱导出一场漫无目标的攻击,而是应该针对HIV Gag蛋白片段3和其他类似的低突变区的精确性攻击。
Ragon研究所的Dan Barouch教授认为,这一段假设还有待检验。研究人员正计划在猴子中开展研究。