自新型冠狀病毒肺炎（COVID-19）出現以來，全世界超240萬人受感染，逾16萬人死亡。迄今已有多項研究表明，細胞因子風暴是導致COVID-19患者死亡的重要原因。
當病毒入侵人體時，免疫系統將會指揮免疫細胞對其進行“絞殺”，併產生細胞因子，號召其他細胞抵禦“外敵”。不過，當免疫系統應激過度時，過量的細胞因子將會召喚來更多的細胞，造成細胞因子風暴，對包括病原體在內的一切細胞進行無差別攻擊，進而引發炎症、多器官功能衰竭乃至死亡。
近日，發表在《Quarterly Review of Biophysics Discovery》上的一項研究為阻止這場“奪命”風暴帶來了希望。
https://doi.org/10.1017/qrd.2020.4
麻省理工學院的一個研究小組開發出了一種模仿“細胞因子受體”的水溶性蛋白質，能夠吸收過量的細胞因子，有效阻止細胞因子風暴的發生，減輕患者的感染症狀。
細胞因子受體是一種存在於細胞表面的跨膜蛋白，大多數不溶於水。當它和細胞因子相結合後，能夠將信號傳遞到細胞內部。
阻止過量的細胞因子與其受體結合，或許能夠有效避免具有致命性的細胞因子風暴。基於這個想法，研究人員從2019年4月開始著手設計一種能夠像海綿一樣吸收多餘細胞因子的蛋白質。他們利用此前開發的一種被稱為“QTY代碼”的工具，將細胞因子受體的疏水區修飾為親水區，使之能夠溶於水，從而有效穿越人體血液。
隨後，研究人員還在這個水溶性受體蛋白上附加了一個被稱為Fc區的抗體片段，有助於進一步穩定血液中的蛋白質，使之免受免疫系統的攻擊。
在實驗中，研究人員一共設計了6種可模仿不同細胞因子受體的蛋白質，並對它們進行了實驗室測試，結果發現，這些經過修飾的蛋白質能夠以與天然細胞因子受體相似的強度結合到細胞因子上 。
第一作者Rui Qing表示，“我們的想法是，它們（經過修飾後的蛋白質）可以被注射到體內，並與細胞因子風暴產生的過量細胞因子結合，去除過量細胞因子，緩解感染症狀。”
2020年3月，當有證據揭示SARS-CoV-2病毒正在某些患者體內誘發細胞因子風暴時，研究人員意識到他們所研發的蛋白質可能有助於減輕患者的感染症狀，於是快速發佈了他們的研究成果，並計劃在人體細胞和受到SARS-CoV-2感染的動物模型中進行測試。
目前，研究人員已經為其設計的蛋白質以及創建水溶性細胞因子受體的整體方法申請了專利。他們希望能夠快速獲得技術許可，並與製藥和生物技術公司展開合作，從而加速使這類蛋白質應用於臨床試驗。
該研究的共同作者、Avalon GloboCare的首席執行官兼總裁David Jin說：“顯然，這種方法將需要進一步的動物研究以及潛在的人類臨床研究。但是我們有信心，這一發現將有助於臨床應用來解決涉及細胞因子風暴的病毒性疾病。”
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參考資料：
[1] QTY code-designed water-soluble Fc-fusion cytokine receptors bind to their respective ligands.
[2] Proteins may halt the severe cytokine storms seen in COVID-19 patients.
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