科学家使用 “报告病毒”实时观察SARS-CoV-2在动物模型中的传播情况

导读：德克萨斯生物医学研究所研究人员开发的新的 “报告病毒”使得在实验室中观察SARS-CoV-2及其变体变得更加容易，并且能够更快地筛选潜在的抗病毒药物、疫苗和中和抗体。

据外媒报道，德克萨斯生物医学研究所研究人员开发的新的 “报告病毒”使得在实验室中观察SARS-CoV-2及其变体变得更加容易，并且能够更快地筛选潜在的抗病毒药物、疫苗和中和抗体。

德克萨斯生物医学研究所（Texas Biomed）的研究人员在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上报告说，引起COVID-19疾病的SARS-CoV-2病毒的一个版本已经被成功地改造成在细胞和动物组织中发出亮光，为跟踪动物模型中发生的病毒感染的传播和强度提供了一种实时方法。

德克萨斯生物医学研究所教授、病毒学家Luis Martinez-Sobrido博士和论文资深作者说：“现在我们可以追踪COVID-19的动物模型中的病毒去向。能够看到病毒如何发展，以及它具体针对哪些器官和细胞类型，将对了解病毒和优化抗病毒药物和疫苗有很大帮助。”

除了追踪病毒，Martinez-Sobrido和他的合作者已经开始使用“报告病毒”来筛选中和抗体对所关注的不同变体的作用，正如最近在《病毒学杂志》上所报道的。

为了制造“报告病毒”，Martinez-Sobrido和他的团队结合了几种先进的分子生物学工具，将荧光或生物发光的"报告"蛋白的基因序列添加到病毒的遗传代码中。当病毒的代码被复制和转录时，发光蛋白的代码也被复制和转录。

在早期的研究中，研究小组用发光蛋白的基因替换了病毒的一个基因，但这导致了一个非常暗淡的信号--该基因的表达不足以在动物身上轻易检测到。为了提高亮度，研究人员不得不想办法让病毒产生更大量的报告蛋白。

他们的解决方案是：他们将报告基因插入SARS-CoV-2的一个不同的基因旁边，具体来说，就是编码核壳蛋白的基因。"这是SARS-CoV-2中表达最多的蛋白质，"分子生物学家叶成进博士说，他是Martinez-Sobrido实验室的成员。这一次，信号是如此明亮，“当我通过荧光显微镜观察时，它几乎使我失明，”他说。

更快的筛选

报告蛋白在细胞和活体动物模型中发挥作用，并与检测蛋白所发出的光的波长的成像系统相结合。与其他方法相比，能够直观地观察病毒负荷和位置具有许多优势。它更简单和快速，节省时间和材料。

研究人员说：“与其需要一个大型团队来筛选2000个化合物，看它们是否对病毒起作用，不如一个人在几个小时内用报告病毒来做这件事。”它还能在整个感染和治疗过程中跟踪同一动物的病毒，减少获得类似见解所需的动物数量。

追踪变体

该团队对报告病毒进行了调整，以表达附着在SARS-CoV-2变体上的不同颜色的蛋白质，他们在《病毒学杂志》的另一篇论文中对此进行了描述。重要的是，这种方法使他们能够在一个测试井中同时测试中和抗体对两种变体的效果。

“这是一个节省时间和资源的重大优势，尤其是在塑料和试剂等如此多的基本材料因大流行而需求旺盛、供应有限的情况下，”博士候选人、Martinez-Sobrido实验室的成员Kevin Chiem说。“随着新变种的出现，我们可以很容易地调整该系统，并迅速筛选出对它们起作用的抗体。”

强大而准确

重要的是，该小组证明了“报告病毒”的行为与野生型病毒版本相同。这要归功于他们没有删除任何病毒基因的事实，而且因为他们设计的报告蛋白立即与病毒的核壳蛋白分离，所以它的功能正常。他们的研究显示，报告蛋白的亮度与病毒负荷有很好的相关性，尽管蛋白质的积累可能发生在几天之内，导致在某些情况下的信号略强。

这一进展依赖于几种强大的技术，包括产生重组SARS-CoV-2的逆向遗传学技术，它将基因代码的片段连接起来，产生完整的病毒。

Martinez-Sobrido和他的团队已经与全世界100多个实验室分享了他们的重组SARS-CoV-2和非感染性前体材料，称为质粒。他们现在可以与具有生物隔离安全级别BSL-3权限的合格实验室分享报告病毒，这是使用SARS-CoV-2的必要条件，以帮助对抗仍在进行的COVID-19大流行病。

Martinez-Sobrido说：“我们觉得我们有责任与世界各地的其他研究人员分享这些新工具和技术，以帮助尽快结束这场大流行。”