中研院发现白扁豆萃取蛋白能阻断流感、新冠病毒入侵

台湾对抗新冠肺炎(COVID-19,新冠肺炎)的努力又传出好消息,中研院基因体研究中心29日宣布新发现,《本草纲目》记载过的“白扁豆”中萃取出的蛋白质FRIL能有效抑制流感病毒感染、阻断其传播,实验室中的初步测试对新冠病毒也有同样效果,提供相关研究单位未来全新的抗疫研发方向。

据了解,这项研究主要起自研究作者、基因体研究中心研究技师詹家琮的执着。2003年台湾爆发SARS疫情时,詹家琮因故染煞,在那之后,他便投入专注研究中草药内的重要成分,找寻对抗传染病的科学解决方案。

通过实验筛选近400种中草药萃取液后,詹家琮发现,白扁豆在对抗流感上具有突出成效,不仅大幅超越其他中草药表现,甚至几乎与抗病毒药剂的“克流感”一样好。

研究团队合影。

这项研究结果也吸引到中研院结构生物学专家马彻主动找上詹家琮合作,共同携手研究白扁豆能抑制流感病毒的原因,经过3年的时间,团队也终于发现白扁豆中对抗流感病毒的关键物质──蛋白质FRIL。

蛋白质FRIL是仅有7 nm³的四聚体(tetramer),从外观上来看就像是极小型消波块,其4个向外突出的端点会与糖分子产生结合作用,由于流感病毒表面有着成串的糖分子,在被FRIL捕获后病毒便难以进入细胞核中,进而完成阻断感染传播的效果。

白扁豆研究原本是仅针对流感病毒进行,但随着年初疫情在全球爆发,团队想到冠状病毒表面的棘蛋白(Spike Protein)与流感病毒表面一样有着许多糖分子,在4月取得分离出的病毒株后也立即将研究延展至对新冠病毒的测试。

实验也证实了FRIL对新冠病毒的成效。先前的流感实验中,细胞在FRIL的保护下能使感染率大幅下降至10%以下,而在后续的新冠病毒细胞实验中,感染更有效抑制低于5%。

团队已完成针对流感病毒的小鼠实验。从E图可看出在致死剂量的H1N1流感病毒感染下,没有FRIL保护的小鼠均在8天内死亡,获得2种FRIL鼻喷剂的小鼠组别存活率提升,其中(3mg/kg)组小鼠存活率高达7成。

不仅如此,实验还发现,由于FRIL可同时抓住在周围的多个糖分子,因此只需要极少量的FRIL就可以抑制新冠病毒感染细胞,甚至是在感染后才给予FRIL都能有显著的效果,研究论文目前已刊登上知名国际期刊《细胞报告》(Cell Reports)。

尽管从研究结果来看前景十分乐观,马彻仍强调,目前的研究成果仍属基础研究,针对新冠病毒的动物实验尚在进行中,实际疗效仍无法证实,要将研究转化成治疗或预防的医药用品,还有很长的一段路。

据了解,白扁豆在非洲、东南亚等地区是主要食用作物之一,在《本草纲目》、《本草图经》中记载为可用以解毒,但白扁豆仍有一定的毒性,且实验中FRIL是经多重步骤萃取,一般FRIL在白扁豆中约仅占约千分之一,食用或其他方式使用上建议谨慎。

(图片来源:科技新报,首图为白扁豆和蛋白质FRIL模型)