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很多人都还记得，新冠感染人类时，最关键的武器就是“刺突蛋白”了，也常被叫作“S蛋白”。刺突蛋白是一种糖蛋白，长在病毒的外壳，或者说包膜上，负责与宿主细胞结合，为感染奠定基础。 大多关于感染机制的科普到这一步就结束。 但真实的病毒入侵，到此远未结束。因为结合宿主后的病毒，还必须在自己的包膜和宿主的细胞膜之间，打开一个融合孔，然后把基因组放入孔中，送它到宿主细胞内繁殖。 我们过去都不曾关注，人体免疫与病毒的博弈，会围绕这个融合孔激烈展开。病毒想要开孔，人体细胞则利用各种巧计阻碍孔形成。 最近，海德堡大学的科学家介绍了“病毒怎样开孔”，以及“人体细胞怎样限制病毒开孔”的机制。这项新发现有望带来预防感染的新疗法。研究结果于2023年4月21日刊载在 EMBO J 杂志上。  许多感染人类的病毒都有一层脂质包膜覆盖其表面，而脂质膜含有可与人体细胞对接的糖蛋白。 甲型流感病毒的这种糖蛋白叫刺突蛋白（新冠也是如此）。当它通过呼吸道进入人体后，刺突蛋白会主要与鼻子和肺部的上皮细胞结合。埃博拉病毒具备高度传染性，通过与受感染对象体液直接接触来传播，能够穿透多种细胞类型。 无论甲流还是埃博拉，入侵人类细胞后，它们都必须在自己的病毒膜和宿主的细胞膜之间打开一个融合孔，将其基因组释放至宿主细胞内继而繁殖。 为击退病毒，人体免疫系统会尝试在多个阶段阻止融合孔形成。 遭遇感染的细胞能感知外来基因组的存在，并以干扰素分子的形式向尚未感染的细胞发送信号。在干扰素信号触发下，未感染细胞产生一种名为IFITM3（干扰素诱导跨膜蛋白3）的小型细胞蛋白。 海德堡大学的病毒学家彼得·奇兰达（Petr Chlanda）表示：“这种特殊蛋白质可有效阻止甲流病毒、SARS-CoV-2和埃博拉病毒等病毒的侵入，但其运作机制尚不清楚。” 科学家已经证明，IFITM3能针对甲流病毒的包膜，局部地、选择性地整理膜的脂质，从而防止融合孔形成。 IFITM3等于是设置了个脂质陷阱，专门捕获来访的病毒，令后者陷于困境。我们的研究表明陷阱内的甲流病毒最终被摧毁了。 奇兰达团队利用了冷冻电子显微镜，仔细观摩了甲流病毒的结构，并与两组同事——生物量子中心的乌尔里希·施瓦兹（Ulrich Schwarz）和生物化学中心的沃尔特·尼克尔（Walter Nickel）——合作，借助计算机模拟预测了利用陷阱捕捉甲流的过程。 他们得出结论：在抗病毒治疗中，科学家有能力开发出特定的肽，使病毒无法进行膜融合；这类肽可将自身插入病毒膜中，令后者失效。如果把它用在鼻腔喷雾剂里，不就得到抗甲流药了嘛。 埃博拉病毒呈长丝状形态，这是由其包膜内的VP40基质蛋白层决定的。包括奇兰达在内的众多学者都一直困惑：这种长丝形病毒何以能穿透细胞、与细胞膜融合并释放其基因组？ 针对受感染细胞的结构分析显示，埃博拉病毒的蛋白层会在低pH值（即酸性）环境下分解。而进一步的计算机模拟表明，蛋白层分解对于融合孔形成非常重要。 在此过程中，VP40基质与膜的静电相互作用减弱，从而降低成孔能垒。我们如果阻止了VP40基质层的分解，就可将埃博拉病毒束缚在无法形成融合孔的陷阱中。 这一机制的揭示，有助于未来研发出阻断病毒入侵人体细胞的药物。
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