項(xiàng)目名稱：    SARS發(fā)病機(jī)制研究

推薦單位：    教育部

項(xiàng)目簡(jiǎn)介：    本項(xiàng)目屬于基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域。SARS自2002年年底在我國(guó)爆發(fā)，數(shù)月間對(duì)人民健康和國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)造成極大損失。作為新發(fā)傳染病，當(dāng)時(shí)人們對(duì)其在發(fā)病機(jī)制、診斷和治療上都存在著相當(dāng)?shù)幕靵y。因此，從發(fā)病機(jī)制、藥物篩選和疫苗研制等方面對(duì)SARS開(kāi)展全面系統(tǒng)深入的研究，是認(rèn)識(shí)并最終戰(zhàn)勝這種新生疾病的關(guān)鍵。

課題組在SARS肆虐之際，承擔(dān)了危險(xiǎn)艱巨的SARS尸體解剖研究工作，在國(guó)家“863”計(jì)劃和國(guó)家自然基金的支持下，從病理學(xué)、免疫學(xué)和生物安全等角度對(duì)SARS這一新發(fā)傳染病進(jìn)行了深入系統(tǒng)的研究。建立了世界上最全面和豐富的SARS人體組織標(biāo)本庫(kù)；率先提出SARS病毒除了感染肺臟之外，還侵犯免疫系統(tǒng)、腸、腎、腦等多種組織器官和細(xì)胞，同時(shí)提出免疫系統(tǒng)的直接和間接損傷是SARS病情惡化的關(guān)鍵，免疫系統(tǒng)的破壞程度和機(jī)體的抵抗修復(fù)能力之間的平衡是SARS病理機(jī)制的主要矛盾，而肺部的感染和繼發(fā)感染是由于免疫系統(tǒng)的損傷才得以加重。這一理論屬中國(guó)首創(chuàng)，為SARS的各種臨床表現(xiàn)和試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果提供了合理解釋，也為今后SARS的預(yù)防、診斷和治療以及人患禽流感等新生傳染病提供了理論依據(jù)。此外，利用密碼子優(yōu)化后的S基因以及帶有熒光素酶報(bào)告基因的HIV核心序列建立了SARS 病毒S蛋白的假病毒體系；利用該體系從中藥小分子庫(kù)中篩選出具有阻斷病毒侵染細(xì)胞功能的兩種化學(xué)小分子；闡明了SARS病人血清中的中和抗體的特點(diǎn)以及SARS病毒S蛋白上的中和表位分布，將免疫信息學(xué)原理和技術(shù)用于病毒抗原表位的研究，發(fā)現(xiàn)了SARS病毒蛋白中的特異性CTL表位，從體液免疫和細(xì)胞免疫兩方面對(duì)機(jī)體特異性抗SARS病毒的免疫機(jī)制進(jìn)行探討，為研制抗SARS疫苗提供新思路。

上述研究工作已發(fā)表在國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)期刊上，他引總次數(shù)已達(dá)254次;10篇代表性論文平均影響因子為7.23。至今該項(xiàng)目所有論文影響因子總和已達(dá)111。課題組提出的新觀點(diǎn)和新理論已得到國(guó)際學(xué)術(shù)界的高度評(píng)價(jià)，我們的原創(chuàng)性研究工作屬世界領(lǐng)先水平。

主要發(fā)現(xiàn)點(diǎn)：  1、病理學(xué)發(fā)病機(jī)制研究：建立了世界上最全面和豐富的包括全身所有重要器官組織在內(nèi)的SARS人體組織標(biāo)本庫(kù)；率先提出SARS病毒感染直接和間接侵犯肺以外的多種細(xì)胞和臟器（包括呼吸道上皮細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞、腦神經(jīng)元、腸上皮細(xì)胞、免疫淋巴細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、腎小管上皮細(xì)胞、成纖維母細(xì)胞和免疫系統(tǒng)、腸、腎等）。患者的免疫系統(tǒng)和功能在發(fā)病早期就受到直接和間接的嚴(yán)重破壞，急性免疫功能降低和紊亂是SARS發(fā)病和病情惡化的關(guān)鍵。這一理論對(duì)SARS的預(yù)防、診斷、治療、預(yù)后跟蹤和疫苗的研發(fā)都有極其重要的指導(dǎo)意義。(病理解剖學(xué)；代表性論文第1、3篇)

2、免疫學(xué)發(fā)病機(jī)制研究：利用密碼子優(yōu)化后的S基因以及帶有熒光素酶報(bào)告基因的HIV核心序列建立了SARS 冠狀病毒S蛋白的假病毒系統(tǒng)，并通過(guò)康復(fù)期SARS病人的血清中和實(shí)驗(yàn)證明這種假病毒可以模擬SARS病毒侵染細(xì)胞的過(guò)程。運(yùn)用該假病毒分析了SARS冠狀病毒的細(xì)胞感染譜，通過(guò)表達(dá)性克隆的方法克隆了SARS病毒的受體ACE2，分析了S蛋白與受體ACE2結(jié)合的主要區(qū)域。（病毒學(xué)；代表性論文第9篇）

3、藥物篩選研究：利用假病毒體系從中藥小分子庫(kù)中篩選出具有阻斷病毒侵染細(xì)胞功能的兩種化學(xué)小分子。（病毒學(xué)；代表性論文第10篇）

4、疫苗研究：闡明了SARS病人血清中的中和抗體的特點(diǎn)以及SARS病毒Spike蛋白上的中和表位分布，為SARS病毒的疫苗制備提供了理論基礎(chǔ)（病毒免疫學(xué)；代表性論文第7、8篇）;此外，將免疫信息學(xué)原理和技術(shù)應(yīng)用于病毒抗原表位的研究，發(fā)現(xiàn)了SARS病毒蛋白中的特異性CTL表位并研制了相應(yīng)的抗原肽疫苗。（細(xì)胞免疫學(xué)、生物信息學(xué)；代表性論文第4、5、6篇）

主要完成人：  1.   顧江

負(fù)責(zé)課題總體設(shè)計(jì)、組織實(shí)施、分析數(shù)據(jù)，撰寫(xiě)論文；是第一個(gè)主要發(fā)現(xiàn)點(diǎn)“SARS發(fā)病機(jī)制理論”的主要提出者，這一理論為“SARS病毒除了感染患者肺臟之外，還嚴(yán)重侵犯免疫系統(tǒng)，造成直接和間接的免疫損傷及免疫反應(yīng)紊亂，免疫系統(tǒng)的破壞程度和修復(fù)能力是SARS病理機(jī)制的關(guān)鍵”。本人在該項(xiàng)研究中的工作量占本人工作量的60％。

2.   陳慰峰

領(lǐng)導(dǎo)抗SARS-CoV感染所致的特異性T細(xì)胞免疫應(yīng)答及抗體應(yīng)答的課題研究，負(fù)責(zé)總體設(shè)計(jì)，新試驗(yàn)研究方法的采用，SARS-CoV的S抗原重組蛋白的表達(dá)、純化及免疫印跡方法的建立，對(duì)研究結(jié)果的分析及課題的發(fā)展，總結(jié)書(shū)寫(xiě)英文論文。

組織與香港科技大學(xué)的合作及科研基金的申請(qǐng)，支持抗SARS-CoV的免疫研究。

在國(guó)際上首次證明SAR-CoV感染后，病人能在恢復(fù)期獲得特異T細(xì)胞的保護(hù)性免疫，其特異抗體應(yīng)答不同于既往冠狀病毒感染所致的回憶性抗體應(yīng)答。

本人在該項(xiàng)研究中的工作量占本人工作量的60%。

3.   鄧宏魁

對(duì)主要發(fā)現(xiàn)點(diǎn)中的第2、3點(diǎn)作出創(chuàng)造性貢獻(xiàn)，在該項(xiàng)研究中的工作量占本人工作量的60%。

用密碼子優(yōu)化后的S基因以及帶有熒光素酶報(bào)告基因的HIV核心序列建立了SARS 冠狀病毒S蛋白的假病毒系統(tǒng)，并通過(guò)康復(fù)期SARS病人血清中和實(shí)驗(yàn)證明這種假病毒可以模擬SARS病毒侵染細(xì)胞的過(guò)程。運(yùn)用該假病毒分析了SARS冠狀病毒的細(xì)胞感染譜，通過(guò)表達(dá)性克隆的方法克隆了SARS病毒的受體ACE2，分析了S蛋白與受體ACE2結(jié)合的主要區(qū)域；闡明了SARS病人血清中的中和抗體的特點(diǎn)以及SARS病毒Spike蛋白上的中和表位分布，為SARS病毒的疫苗制備提供了理論基礎(chǔ)；利用假病毒體系從中藥小分子庫(kù)中篩選出具有阻斷病毒侵染細(xì)胞功能的兩種化學(xué)小分子。

4.   宮恩聰

主要負(fù)責(zé)實(shí)施SARS尸體解剖和標(biāo)本采集，并對(duì)組織標(biāo)本進(jìn)行病理學(xué)研究，同時(shí)負(fù)責(zé)P3級(jí)實(shí)驗(yàn)室生物安全。為SARS發(fā)病機(jī)制的研究作出重要貢獻(xiàn)。本人在該項(xiàng)研究中的工作量占本人工作量的70％。

5.   王月丹

對(duì)SARS的免疫信息學(xué)研究作出了重要貢獻(xiàn)，進(jìn)行了SARS病毒T細(xì)胞識(shí)別表位的研究以及SARS病毒重組蛋白血清學(xué)研究，對(duì)SARS感染后人群免疫力進(jìn)行了分析。根據(jù)SARS病毒S蛋白上的特異性抗原決定簇設(shè)計(jì)并研制了SARS病毒的抗原肽疫苗，建立了用于評(píng)價(jià)SARS病毒疫苗引起細(xì)胞免疫應(yīng)答的指標(biāo)。在陳慰峰院士的領(lǐng)導(dǎo)下與香港科技大學(xué)生物系合作，在大腸桿菌系統(tǒng)中克隆、表達(dá)和純化了編碼S蛋白不同片段的重組蛋白，并利用收集的SARS患者血清對(duì)其進(jìn)行了鑒定，證實(shí)其具有免疫學(xué)活性，能被抗SARS病毒的抗體所識(shí)別。本人在該項(xiàng)研究中的工作量占本人工作量的70%。

10篇代表性論文：  1.   Multiple organ infection and the pathogenesis of SARS . Journal of Experimental Medicine 202 (3): 415-424

2.   SARS infection among health care workers in Beijing,China. JAMA 290(20):2662

3.   Severe acute respiratory syndrome associated coronavirus is detected in intestinal tissues of fatal cases. AM. Journal OF Gastroenterology 100 (1): 169-176

4.   T-Cell Epitopes in Severe Acute Respiratory Syndrome (SARS) Coronavirus Spike Protein Elicit a Specific T-Cell Immune Response in Patients Who Recover from SARS. Journal of Virology 78(11):5612-5618;

5.   Detection of antibodies against SARS-CoV in serum from SARS-infected donors with ELISA and Western blot. Clinical Immunology 113:145-150;

6.   Detecting specific cytotoxic T lymphocytes against SARS-coronavirus with DimerX HLA-A2:Ig Fusion protein. Clinical Immunology 113:151-154;2004

7.   Identification of an antigenic determinant on the S2 domain of the severe acute respiratory syndrome coronavirus spike glycoprotein capable of inducing neutralizing antibodies. J Virol.;78(13): 6938-

8.   Neutralizing antibodies in patients with severe acute respiratory syndrome-associated coronavirus infection. J Infect Dis.190 (6): 1119-1126

9.   Expression cloning of functional receptor used by SARS coronavirus. Biochem Biophys Res Commun. 5;315(2):439-44.

10.  Small Molecules Blocking the Entry of Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus into Host Cells. J Virol. 78(20)11334-11339;